Métodos de extração, estabilidade e biodisponibilidade da guanitoxina em cultivos de Sphaeropermopsis torques-reginae analisadas por espectrometria de massas / Methods of extraction, stability, and bioavailability of guanitoxin in Sphaeropermopsis torques-reginae cultures analyzed by mass spectrometry

A guanitoxina (GNT) é uma neurotoxina produzida por algumas cepas de cianobactérias dos gêneros Dolichospermum e Sphaerospermopsis>. A GNT é o único organofosforado natural, capaz de causar a morte de animais selvagens e domésticos devido à inibição irreversível da acetilcolinesterase. Apesar de sua alta toxicidade, o diagnóstico da GNT em amostras biológicas ainda é um grande desafio. A dificuldade para sua detecção está diretamente ligada à sua instabilidade em altas temperaturas e pH alcalino, tornando difícil seu monitoramento em corpos d'água. Por isso, esta pesquisa objetivou estudar a estabilidade e biodisponibilidade da GNT em amostras aquosas, com intuito de obter mais informações sobre a natureza química e biológica dessa potente neurotoxina. Para realizar este estudo, a cepa ITEP-24 (S. torques-reginae) produtora de GNT foi cultivada em laboratório sob condições controladas, para obter biomassa para os experimentos de extração, semi-isolamento, estabilidade, ensaio in vitro e identificação por LC-MS/MS. Primeiramente foram realizados testes de extração da GNT partir de células liofilizadas da cepa ITEP-24 utilizando água, metanol e etanol em pH ácido. Depois utilizou-se dois métodos de extração em fase sólida (SPE) com cartuchos preenchidos com fases estacionarias C18 em fase reversa e sílica gel em fase normal, com objetivo de avaliar qual método de SPE seria melhor para extrair e concentrar a GNT. Nós também testamos métodos para lisar as células com sondas de ultrassom, misturador e centrifugação. Além dos métodos de extração, nós avaliamos a estabilidade da toxina em diferentes temperaturas, para isso a biomassa seca contendo a GNT ficou condicionada a 4 °C, 23 °C, -20 °C, -80 °C durantes seis meses, e análises de identificação foram realizadas dentro período de 150 dias em uma sequência de 30 dias. A estabilidade da toxina foi analisada também a partir de extrações em soluções com diferentes valores de pH (1,5; 3,0; 5,0; 7,0; 8,5; 10,5) e temperatura (23 ºC e 37 ºC). Depois, analisou-se a biodisponibilidade da GNT em células frescas da linhagem ITEP-24 através de teste de dissolução in vitro. O objetivo deste teste foi avaliar a liberação da toxina intracelular em meio simulado do conteúdo gástrica e intestinal com e sem enzimas digestivas para compreender e estimar a disponibilidade da GNT in vivo. Os resultados de todos experimentos descritos neste estudo, foram obtidos a partir de análises por cromatografia líquida de interação hidrofílica (HILIC) acoplado ao espectrômetro de massas do tipo triplo quadrupolo LC-QqQ-MS/MS utilizando as transições 253>58, 253>159 e 159>58 [M+H]+ utilizando coluna com fase estacionária zwitteriônica (ZIC). A identificação da GNT foi realizada também por cromatografia líquida acoplada ao espectrômetro de massas de alta resolução (LC-HR-QTOF-MS) com coluna Luna C18, Hydro-RP C18 e ZIC-HILIC. Dos protocolos de extração testados, a combinação de metanol/água (70:30 v/v) com ácido acético (0.3%) extraiu maior quantidade relativa da GNT a partir de células frescas e liofilizadas da cepa ITEP-24 e a concentração da toxina foi maior em amostras de células frescas. Em relação aos métodos de lise celular, as extrações realizadas em sonda de ultrassom com banho-maria e centrifugação por 1h foram estatisticamente significantes para liberar a toxina intracelular. Não houve diferença significativa entre os testes de SPE, no entanto, a semipurificação da toxina foi melhor com cartucho preenchido com sílica gel em fase normal e adaptação desse método em coluna aberta permitiu obter uma fração enriquecida com GNT. A GNT mostrou ser mais estável em pH ácido, sendo o pH 3,0 o melhor para manter e extrair a toxina em amostras aquosas e a toxina intracelular presente em células secas podem degradar em temperatura de 23 °C por um período de 150 dias mesmo em solução com pH 3,0. Durante os testes de extração e purificação foi observado também a degradação da toxina em processos de secagem e ressuspensão. As análises realizadas no LC-HR-QTOF-MS com diferentes métodos cromatográficos possibilitou a identificação da GNT, porém o método realizado com coluna ZIC-HILIC mostrou melhor resolução cromatográfica dos picos relativos m/z e tempo de retenção de toxina. Os resultados obtidos nos testes de dissolução in vitro mostraram que a GNT fica mais disponível no simulado gástrico com e sem a enzima pepsina, mas também pode ser absorvida no intestino. Portanto, o teste de dissolução in vitro pode ser uma ferramenta útil para a avaliação de risco de cianotoxinas in vivo, devido ao seu potencial de monitorar qualitativa e quantitativamente substâncias dissolvidas em fluidos gastrointestinais. Os resultados apresentados neste estudo fornecem informações valiosas para uma melhor compreensão da estabilidade e biodisponibilidade do GNT. Além disso, os métodos apresentados neste estudo podem ser úteis para diversas aplicações projetadas para identificar a toxina em amostras ambientais, bem como orientações para procedimentos de purificação da GNT

Guanitoxin (GNT) is a neurotoxin produced by some strains of cyanobacteria of the genus Dolichospermum and Sphaerospermopsis. GNT is the only natural organophosphate, capable of causing the death of animals from wild and domestic animals due to irreversible inhibition of acetylcholinesterase. Despite its high toxicity, the diagnosis of GNT in biological samples is still a significant challenge. The difficulty in its detection is directly linked to its instability at high temperatures and alkaline pH, making it difficult to monitor in bodies of water. Therefore, this research aimed to study the stability and bioavailability of GNT in aqueous samples to provide more information about the chemical and biological nature of this molecule. The strain ITEP-24 (S. torques-reginae) producing GNT was grown in the laboratory under controlled conditions to obtain biomass for the extraction, semi-isolation, stability, in vitro tests, and toxin identification by LC-MS/MS. Firstly, tests were carried out to extract GNT from lyophilized cells strain ITEP-24 using water, methanol, and ethanol at acidic pH and, two SPE methods in cartridges with stationary phases of C18 reverse phase and normal phase gel silica, to evaluate which would be better to extract and concentrate the GNT. We also tested different methods of cell lysis, such as ultrasound probes, mixers, and centrifugation. In addition to the extraction methods, the stability of the toxin was evaluated at different temperatures, for this, the dry biomass containing the toxin was conditioned at 4 °C, 23 °C, -20 °C, -80 °C for 150 days and analysis of the identification of the GNT was carried out within that period in a sequence of 30 days. The toxin stability was also analyzed from extractions in solutions with different pH values (1.5; 3.0; 5.0; 7.0; 8.5; 10.5) and temperature (23 ºC and 37 ºC). In addition, we performed dissolution tests with fresh cells of the ITEP-24 strain to evaluate the bioavailability of GNT in simulated gastric and intestinal fluids with and without digestive enzymes to understand and estimate the availability of GNT in vivo. The results of all experiments described in this study were obtained from analyzes by hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) coupled to the LC-QqQ-MS/MS triple quadrupole mass spectrometer using the transitions m/z 253> 58, m/z 253> 159 and m/z 159> 58 [M + H]+ using a column with the zwitterionic stationary phase (ZIC). Liquid chromatography coupled to the high-resolution mass spectrometer (LC-HR-QTOF-MS) with Luna column C18, Hydro-RP C18, and ZIC-HILIC carried out the identification of the GNT. From the extraction protocols tested, the combination of methanol/water (70:30 v/v) with acetic acid (0.3%) extracted a greater relative amount of GNT from fresh and lyophilized ITEP-24 cells, and the concentration of the toxin is higher previously fresh. Concerning cellular methods, the ultrasound probe with a water bath and centrifugation for 1h ware statistically significant to release the intracellular toxin. There was no significant difference between the SPE tests. However, the semi-purification of the toxin was better with a cartridge filled with gel silica in the normal phase and adaptation of this method in an open column allowed to obtain a fraction enriched with GNT. GNT was more stable at acid pH, with pH 3.0 being the best to maintain and the intracellular toxin present in dry cells can degrade at a temperature at 23 °C for 150 days even in pH 3.0 solution. The toxin can also hydrolyze in the drying and resuspension processes. The analyzes carried out in LC-HR-QTOF-MS with different chromatographic methods made it possible to identify the GNT itself, however, the ZIC-HILIC column method showed excellent chromatographic resolution of the relative m/z peaks and toxin retention time. The results obtained in the in vitro dissolution tests showed that GNT is more available in the gastric simulation with and without the enzyme pepsin, but it can also be absorbed in the intestine. Thus, in vitro dissolution tests can be used as a useful tool for the risk assessment of cyanotoxins in vivo due to their potential to qualitatively and quantitatively monitor substances dissolved in gastrointestinal fluids. The results presented in this study provide valuable information for a better understanding of the stability and bioavailability of GNT. Besides, the methods presented in this study can be useful for various applications designed to identify the toxin in environmental samples, as well as guidance on procedures for purifying GNT

Cianobacterias en las playas: riesgos toxicológicos y vulnerabilidad infantil / Cyanobacteria in beaches: toxicological risk and child vulnerability / Cianobactérias nas praias: riscos toxicológicos e vulnerabilidade infantil

Resumen: Las cianobacterias son bacterias fotosintéticas del plancton de aguas dulces y saladas. Su acumulación excesiva en las aguas recreacionales y potables se conoce como floración algal, con potenciales efectos en la salud de seres humanos. Son predominantemente estivales, en cursos de aguas dulces y pueden alcanzar las costas oceánicas. Esta es una revisión bibliográfica basada en las publicaciones registradas en PubMed-Medline, BVS (Biblioteca Virtual en Salud que incluye SciELO, LILACS, IBECS), Springer, Science Direct, Portal Timbó, y obtenidas con los términos "cianobacterias", "cianotoxinas", "microcistina", "floraciones algales", "pediatría", "niños", "recreacional" "intoxicación" "exposición", sin límites de año de publicación. Su objetivo es actualizar el conocimiento sobre cianotoxinas y efectos en la salud humana, analizar escenarios de riesgo de exposición a cianobacterias, particularmente en niños, y reforzar medidas preventivas de la exposición y promover acciones desde el sector sanitario. Las manifestaciones clínicas de la intoxicación por exposición reciente son malestar general, irritación de piel y mucosas, síntomas respiratorios e incluso afectación hepática en casos graves. Es preciso incluir estas floraciones en la etiopatogenia de estos cuadros y relacionarlos con la exposición utilizando la monitorización de floraciones del país. La exposición a cianobacterias es un riesgo emergente para la salud. La evidencia científica de los últimos años consolida el conocimiento de efectos en la salud humana por exposición a cianobacterias. Recientemente se identifica el baño, juegos infantiles e ingesta de arena en costas con altos niveles de contaminación como un escenario de riesgo en niños. La evidencia de hepatoxicidad por cianotoxinas es aún más escasa, aunque existen casos documentados. El sistema de monitoreo de playas permite a los equipos de salud incorporar la sospecha de exposición a cianobacterias y el posible contacto con sus toxinas, para poder realizar un diagnóstico temprano y participar en la prevención de la exposición.

Summary: Cyanobacteria are photosynthetic bacteria from fresh and saltwater plankton. Its excessive accumulation in recreational and drinking waters is known as algal bloom that could potentially affect human health. They are mainly seen in summer, in freshwater waterways and can reach the ocean coasts. This is a bibliographic review based on the publications registered in PubMed-Medline, BVS (Virtual Health Library that includes SciELO, LILACS, IBECS), Springer, Science Direct, Portal Timbó, and obtained with the terms "cyanobacteria", "cyanotoxins", "Microcystine", "algal blooms", "pediatrics", "children", "recreational" "intoxication" "exposure" without year of publication limits. The review aims to update knowledge about cyanotoxins and their effect on human health; analyze risk scenarios of exposure to cyanobacteria, particularly in children, and reinforce preventive measures for exposure, as well as to promote actions from the health sector. The clinical manifestations of recent exposure poisoning are general malaise, skin and mucous irritation, respiratory symptoms and even liver insufficiency in severe cases. It is necessary to include these blooms in the pathogenesis of these clinic cases and relate them to the exposure using the monitoring of blooms in the country. Exposure to cyanobacteria is an emerging health risk. The scientific evidence of the last years consolidates knowledge on the effect of exposure to cyanobacteria on human health. Recently, bathing, children's games, and sand intake on coasts with high levels of contamination have been identified as a risk scenario for children. Evidence of cyanotoxin hepatoxicity is even scarcer, although there are documented cases. The beach monitoring system allows health teams to incorporate the suspicion of exposure to cyanobacteria and possible contact with their toxins, to make an early diagnosis and participate in the prevention of exposure.

Resumo: As cianobactérias são bactérias fotossintéticas do plâncton de águas doces e salgadas. Sua acumulação excessiva em águas recreacionais e potáveis é conhecida como floração algal com potenciais efeitos sobre a saúde de seres humanos. São predominantemente estivais, ocorrem em cursos de águas doces e podem alcançar as costas oceânicas. Esta é uma revisão bibliográfica baseada nas publicações indexadas em PubMed-Medline, BVS (Biblioteca Virtual em Saúde que inclui SciELO, LILACS, IBECS), Springer, Science Direct, Portal Timbó, e obtidas com os termos "cianobactérias", "cianotoxinas", "microcistina", "florações algais", "pediatria", "crianças", "recreacional" "intoxicação" "exposição", sem limites de ano de publicação. Seu objetivo é atualizar o conhecimento sobre cianotoxinas e efeitos sobre a saúde humana; analisar cenários de risco de exposição a cianobactérias, particularmente em crianças e reforçar medidas preventivas de exposição e promover ações do setor sanitário. As manifestações clínicas da intoxicação por exposição recente são mal-estar geral, irritação de pele e mucosas, sintomas respiratórios e incluso afetação hepática nos casos graves. É preciso incluir estas florações, na etiopatogenia destes quadros e relacioná-las com a exposição utilizando o monitoramento das florações do país. A exposição a cianobactérias é um risco emergente para a saúde. A evidência científica dos últimos anos consolida o conhecimento sobre os efeitos sobre a saúde humana por exposição a cianobactérias; recentemente foram identificados como um cenário de risco para crianças: o banho, jogos infantis e ingestão de areia nas costas com altos níveis de contaminação. A evidência de hepatoxicidade por cianotoxinas é ainda escassa embora existam casos documentados. O sistema de monitoramento de praias permite as equipes de saúde incorporar a suspeita de exposição a cianobactérias e o possível contacto com suas toxinas, para poder realizar um diagnóstico precoce e participar na prevenção da exposição.

Avaliação espacial e temporal de aspectos sanitários de reservatórios com captação de água para abastecimento em SP com ênfase em cianobactérias e cianotoxinas / Spatial and temporal assessment of sanitary aspects of public water supply reservoirs in SP, Brazil, with emphasis on cyanobacteria and cyanotoxins

RESUMO A presença de cianobactérias e cianotoxinas em reservatórios no estado de São Paulo constitui um desafio para produção de água potável. Sete reservatórios utilizados para abastecimento público, monitorados pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB), foram analisados em relação a cianobactérias, microcistina e indicadores de contaminação fecal entre 2011 e 2015. Calcularam-se porcentagens de não conformidade com padrões de qualidade. Os resultados evidenciaram a presença de cianobactérias e microcistina (máximo de 22,4 g.L-1), além de conflitos com os padrões da Resolução CONAMA nº 357/2005 (BRASIL, 2005), o que reforça a importância de investimentos em coleta e tratamento de esgotos sanitários. É discutida a necessidade de maior integração entre as leis e resoluções que versam sobre qualidade da água, além do melhor planejamento dos recursos hídricos, com foco em metas progressivas de melhoria da qualidade da água.

ABSTRACT The occurrence of cyanobacteria and cyanotoxins in reservoirs in São Paulo State is a challenge to the production of drinking water. Seven reservoirs used for public supply and monitored by CETESB, were analyzed regarding cyanobacteria, microcystin and indicators of fecal contamination between 2011-2015. The percentages of non-compliance with water quality standards were calculated. Results highlighted the presence of cyanobacteria and microcystin (maximum of 22.4 µg/L), as well as conflicts with the standards provided by CONAMA Resolution No. 357/2005 (BRASIL, 2005), which reinforces the importance of investments in sanitary sewage collection and treatment. The need for greater integration between laws and resolutions on issues related to water quality were also discussed, as well as better planning of water resources, focusing on progressive goals for water quality improvement.

Seleção de carvões ativados para adsorção de microcistinas / Selection of activated carbons for adsorption of microcystins

RESUMO A presença das cianobactérias é uma das grandes preocupações para o tratamento de água, uma vez que esses microrganismos podem ser produtores de metabólitos tóxicos, como as microcistinas (MCs), que não são efetivamente removidas no tratamento usualmente empregado de ciclo completo. Para a remoção dessas toxinas, pode-se, de forma complementar, utilizar adsorvedores como o carvão ativado (CA), que apresenta eficiência variada, em função de suas características. Este trabalho teve como objetivo fornecer subsídios técnicos e científicos para a seleção de carvões ativados pulverizados (CAPs) e carvões ativados granulares (CAGs) como adsorvedores de MCs. Para tanto, foi realizado, primeiramente, um experimento de seleção de CAs com maior capacidade adsortiva para MCs, em escala de bancada. Em seguida, para os CAPs e CAGs selecionados, foi realizada caracterização complementar para a distribuição de volume específico em função do tamanho do poro. Posteriormente, foram elaboradas isotermas de adsorção de Freundlich e curvas de ruptura. Pôde-se constatar que, dentre os CAs amostrados, os importados apresentaram maior capacidade adsortiva para MCs do que os nacionais. Além disso, foi possível concluir que a escolha do CA pode ser determinada pelos parâmetros índice de azul de metileno (IAM), volume de mesoporos e coeficiente Kf, associados aos resultados do experimento de seleção, considerado uma ferramenta técnica alternativa de simples aplicação e suficiente para esse fim.

ABSTRACT The presence of cyanobacteria is a major concern for water treatment, since these microorganisms can be toxic metabolic producers, such as microcystins (MCs), which are not effectively removed in the usually employed full cycle treatment. In order to remove these toxins, it is possible to use absorbers such as activated carbon (AC), which presents a varied efficiency, depending on its characteristics. The general objective of this research was to provide technical and scientific subsidies for the selection of powdered activated carbons (PACs) and granular activated carbons (GACs) in relation to the adsorption of microcystins. A bench scale experiment was carried out to select activated carbons with higher adsorptive capacity for microcystins. Then, for the selected PACs and GACs, complementary characterization was performed for the specific volume distribution as function of pore size and, afterwards, Freundlich adsorption isotherms and breakthrough curves were elaborated. It was possible to verify that among the sampled activated carbons, the imported ones presented greater adsorption capacity for microcystins in relation to the nationals. In addition, it was possible to conclude that the selection of an activated carbon can be done regarding methylene blue index (MBI) parameters, volume of mesoporous and Kf, associated to the selection experiment's results, considered an alternative technical tool of simple application and sufficient for this purpose.

Hierarquização da eficiência de remoção de cianotoxinas por meio de adsorção em carvão ativado granular / Evaluation of hierarchy of cyanotoxin removal by adsorption onto granular activated carbon

RESUMO O trabalho objetivou avaliar a remoção concomitante de duas cianotoxinas - microcistina-LR e saxitoxina-STX - por meio da adsorção em carvão ativado granular. Em primeira etapa, três carvões de granulometrias distintas, dois de coco de dendê e um mineral, foram avaliados na adsorção de microcistina-LR em água destilada e tratada com concentrações de 3,9 a 9,4 ug.L-1. O carvão de coco de dendê de menor granulometria apresentou desempenho mais uniforme, tanto no que tange à remoção (%) de microcistina-LR, quanto ao volume de efluente produzido consoante com as recomendações do padrão de potabilidade brasileiro. Em segunda etapa, apenas para o carvão selecionado na etapa precedente, concentrações de microcistina-LR e saxitoxina-STX aproximadamente 50% superiores dos limites do mesmo padrão de potabilidade foram dispersas em água destilada. Tais ensaios de adsorção evidenciaram que apenas a adsorção de saxitonina não foi influenciada pela simultaneidade das duas cianotoxinas.

ABSTRACT This study focused on the simultaneous removal of two cyanotoxins - microcystin-LR and saxitoxin-STX - by means of adsorption onto granular activated carbon. In first step, three carbons with different granulometry (dende coconut and mineral) were evaluated on adsorption of microcystin-LR in distilled and treated waters in concentrations at about 3.9 to 9.4 ug.L-1. The dende coconut carbon with lower granulometry showed higher performance according to the limits established by Brazilian Drinking Water Standards. In second step, with the selected carbon in previous step, concentrations of the two cyanotoxins 50% higher than those limits were dispersed in distilled water. The tests pointed out that only saxitoxin-STX removal was not affect by the presence both cyanotoxins.

Can microcystins affect zooplankton structure community in tropical eutrophic reservoirs? / Microcistinas podem afetar a estrutura da comunidade zooplanctônica em reservatórios eutróficos tropicais?

Abstract The aim of our study was to assess whether cyanotoxins (microcystins) can affect the composition of the zooplankton community, leading to domination of microzooplankton forms (protozoans and rotifers). Temporal variations in concentrations of microcystins and zooplankton biomass were analyzed in three eutrophic reservoirs in the semi-arid northeast region of Brazil. The concentration of microcystins in water proved to be correlated with the cyanobacterial biovolume, indicating the contributions from colonial forms such as Microcystis in the production of cyanotoxins. At the community level, the total biomass of zooplankton was not correlated with the concentration of microcystin (r2 = 0.00; P > 0.001), but in a population-level analysis, the biomass of rotifers and cladocerans showed a weak positive correlation. Cyclopoid copepods, which are considered to be relatively inefficient in ingesting cyanobacteria, were negatively correlated (r2 = – 0.01; P > 0.01) with the concentration of cyanotoxins. Surprisingly, the biomass of calanoid copepods was positively correlated with the microcystin concentration (r2 = 0.44; P > 0.001). The results indicate that allelopathic control mechanisms (negative effects of microcystin on zooplankton biomass) do not seem to substantially affect the composition of mesozooplankton, which showed a constant and high biomass compared to the microzooplankton (rotifers). These results may be important to better understand the trophic interactions between zooplankton and cyanobacteria and the potential effects of allelopathic compounds on zooplankton.

Resumo Com o objetivo de avaliar se as cianotoxinas (microcistinas) podem afetar a composição da comunidade zooplanctônica, levando à dominância de formas microzooplanctônicas (protozoários e rotiferos), as variações nas concentrações de microcistina e a biomassa do zooplâncton foram analisadas em três reservatórios eutróficos na região semi-árida do nordeste brasileiro. A concentração de microcistinas na água esteve correlacionada com o biovolume de cianobactérias, indicando a contribuição de formas coloniais como Microcystis na produção de cianotoxinas. A nível de comunidade, a biomassa total do zooplâncton não apresentou correlacão com a concentração de microcistina (r2 = 0.00; P > 0.001), mas em uma análise a nível de populações, a biomassa de rotíferos e cladóceros apresentou uma fraca correlação positiva. Copépodos Cyclopoida, os quais são considerados relativamente ineficientes na ingestão de cianobactérias, estiveram negativamente correlacionados com a concentração de microcistinas (r2 = - 0.01; P > 0.01). Surpreendentemente, a biomassa de copépodos Calanoida foi positivamente correlacionada com a concentração de cianotoxinas (r2 = 0.44; P > 0.001). Os resultados indicam que mecanismos de controle alelopáticos (efeitos negativos da microcistina sobre o zooplâncton) parecem não afetar substancialmente a composição do mesozooplâncton, que apresentou uma alta e constante biomassa, quando comparada à biomassa do microzooplâncton (rotíferos). Esses resultados podem ser importantes para um melhor entendimento das interações tróficas entre o zooplâncton e cianobactérias, e do efeito potencial de compostos alelopáticos sobre o zooplâncton.

Remoção de microcistina-LR de águas eutrofizadas por clarificação e filtração seguidas de adsorção em carvão ativado granular / Removal of microcystin-LR from eutrophic waters through clarification and filtration followed by adsorption on granular activated carbon

RESUMO Usualmente, o tratamento convencional de águas com altas densidades de cianobactérias e concentração de cianotoxinas não garante efluente consoante o padrão de potabilidade vigente (1,0 µg.L-1 de microcistina). Etapas adicionais fazem-se necessárias, destacando-se a adsorção por carvão ativado granular ou pulverizado. Neste contexto, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar em escala de bancada a remoção de microcistina em água natural por adsorção em colunas de carvão ativado granular de casca de coco, após as etapas de clarificação e filtração em areia. Os resultados mostraram que o transpasse no carvão de maior granulometria ocorreu em menor tempo de contato (2 h), quando comparado ao de menor granulometria. Tais resultados abrem perspectiva de emprego em escala real por garantir efluente com concentração inferior ao que estabelece a Portaria 2914 por mais tempo e utilizando menor massa de carvão.

ABSTRACT Conventional treatment process of natural waters with high densities of cyanobacteria and cyanotoxins usually presents low efficiency according to the present drinking water standard (maximum permissible value of 1.0 µg.L-1 of microcystin). Additional steps, such as activated carbon, commonly become necessary to achieve the maximum permissible value of microcystin (1.0 µg.L-1) set up by Brazilian Drinking Water Regulation 2914. In this context, the main objective of this work was to evaluate microcystin removal from natural waters by means of two granular activated carbons after clarification and sand filtration in bench scale. The results pointed out that the breakthrough happened in activated carbon with highest grain sizes in lower contact time (2 h) , when compared with that with smaller grain sizes. These results open the perspective of an application of the activated carbon in actual scale, assuring the treated water quality in compliance with the Brazilian Drinking Water Standards Regulation 2914.

Degradation of cyanotoxins (microcystin) in drinking water using photoelectrooxidation

p>The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 µg/L of microcystin in the treated solution. /p>

p>A descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada. /p>

Degradation of cyanotoxins (microcystin) in drinking water using photoelectrooxidation / Degradação de cianotoxinas (microcistinas) em água potável aplicando fotoeletrooxidação

The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 µg/L of microcystin in the treated solution.

A descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada.

Estudo da presença da toxina microcistina na água de reservatório de Mundaú (Garanhuns-PE) pelas metodologias ELISA e CLAE / Study on the occurrence of microcystin toxin in water reservoir of Mundaú (Garanhuns-PE) by ELISA and HPLC methodologies

As cianobactérias são responsáveis pela produção de cianotoxinas que, uma vez acumuladas, podem causar sérios danos à saúde humana e animal. As microcistinas são o tipo mais comum de cianotoxinas e são promotoras de tumores hepáticos. O reservatório de Mundaú, localizado no município de Garanhuns-PE,foi o local escolhido por apresentar histórico de florações de cianobactérias produtoras de microcistinas.Neste trabalho foi investigada a presença de microcistinas em amostras de água bruta do reservatório do rio Mundaú utilizando-se as técnicas de Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). Durante quinze meses consecutivos, as amostras de água foram coletadas em duplicata no ponto de captação deste manancial e analisadas por ambas metodologias ELISAe CLAE. A presença de microcistinas foi detectada em 100 % das amostras, confirmando-se a relevância do monitoramento de microcistinas em águas de abastecimento público, pois assim como o rio Mundaú,vários mananciais de Pernambuco apresentam florações de cianobactérias que podem ser tóxicas.Este trabalho deixou como legado a implantação da referida análise no Laboratório Central de Saúde Pública (LACEN-PE), e demonstrou sua importância como metodologia complementar à contagem das cianobactérias, para fornecer subsídios às ações preventivas de vigilância à saúde...

Potencial de biodegradação de microcistinas por microrganismos / Biodegradation potential of microcystins by microorganisms

Para minimizar os problemas relacionados à ocorrência de cianobactéria em águas destinadas ao consumo humano há necessidade de se realizar estudos de alternativas técnicas de tratamento com destaque aos biofilmes com potencial de degradação de microcistinas (MC). O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de degradação de MC pela bactéria Sphingosinicella microcystinivorans B9, diferentes cepas de leveduras e bactérias probióticas. O teste foi efetuado com extrato de MC e diferentes quantidades de biovolume e densidade celular dos microrganismos. Os tratamentos foram mantidos a 27ºC com rotação de 100 rpm e as amostras para análise de MC e contagem dos microrganismos foram retiradas após 0 e 96 horas de contato. A bactéria B9 apresentou maior degradação de MC, chegando a 98% após 96 horas.

To minimize problems related to the occurrence of cyanobacteria in water for human consumption there is need to investigate alternative treatment techniques with emphasis on biofilms with the potential degradation of microcystins (MC). This study aimed to evaluate the potential degradation of MC by bacteria Sphingosinicella microcystinivorans B9, different strains of yeast and probiotic bacteria. The test was carried out with the extract obtained from strain Microcystis sp. In the tests biomass and cultures of microorganisms were used and the treatments were maintained at 27ºC with 100 rpm. Samples for analysis of MC and for counting the microorganisms were collected at 0 and 96 hours. The bacterium B9 presented the highest potential of degradation of MC reaching 98% after 96 hours.

Cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas: aplicações para o estudo de toxinas produzidas por cianobactérias / Liquid-chromatography coupled to mass spectrometry: applications for the study of toxins produced by cyanobacteria

A crescente demanda por água doce de boa qualidade, associada ao aumento na frequência de florações tóxicas de cianobactérias em reservatórios utilizados para consumo humano, levou à publicação da Portaria nº. 518/04 pelo Ministério da Saúde. Entre outros parâmetros de potabilidade, as empresas fornecedoras de água tratada devem realizar o monitoramento de cianotoxinas. Para tanto, métodos analíticos rápidos e precisos para a determinação destes compostos são imprescindíveis. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo empregar a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas para o estudo das principais cianotoxinas em território nacional: microcistinas, anatoxina-a(s), cilindrospermopsina e saxitoxinas. Os resultados obtidos estão distribuídos em capítulos específicos dedicados a cada grupo de toxinas. Dessa forma, o primeiro capítulo apresenta um estudo de fragmentação na fase gasosa de ânions de microcistinas em um equipamento do tipo orbitrap. É demonstrado que o modo negativo de ionização por electrospray fornece informações estruturais importantes e complementares ao modo positivo de ionização. Uma abertura seletiva do peptídeo cíclico é proposta e mecanismos discutidos, o que facilita a interpretação de resultados durante a caracterização de variantes desconhecidas. O modelo de fragmentação desenvolvido foi utilizado para identificar a variante [Leu1]MC-LR em um extrato de Microcystis spp. O segundo capítulo descreve metodologias qualitativas de LC/MS para o monitoramento e identificação do organofosforado natural anatoxina-a(s), cuja análise é prejudicada pela ausência de padrões comerciais. A cromatografia de interação hidrofílica foi empregada e mecanismos de fragmentação na fase gasosa propostos, discutindo-se os íons característicos desta estrutura química. Tal modelo permitiu a identificação desta toxina nas cepas de Anabaena oumiana ITEP-25 e ITEP-26 pela primeira vez. O terceiro capítulo disserta sobre os mecanismos de fragmentação na fase gasosa da toxina cilindrospermopsina quando ionizada por electrospray na forma de aduto com metais alcalinos. Diferenças nas vias de fragmentação são demonstradas de acordo com o raio atômico do metal formador do aduto, com implicações práticas na sua determinação cromatográfica. Já o quarto capítulo discute os mecanismos de fragmentação de variantes sulfatadas de saxitoxinas (GTX1e4, GTX2e3, dcGTX2e3, GTX5) após ionização por electrospray no modo positivo e negativo. É demonstrado pela primeira vez que uma conformação estrutural específica do grupamento sulfato explica a intensa eliminação de SO3 observada para as variantes GTX1, GTX2 e dcGTX2 no modo positivo de ionização. Por outro lado, o modo negativo de ionização apresenta vantagens uma vez que a dissociação na fonte é insignificante se comparada à dissociação observada no modo positivo. Como resultado, métodos quantitativos no modo negativo podem apresentar maior sensibilidade, permitindo a detecção destas toxinas em amostras ambientais em quantidades mais baixas. De maneira geral, conclui-se que a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas é ferramenta poderosa para a análise quali e quantitativa das principais cianotoxinas, podendo ser amplamente empregada para o monitoramento de água para consumo humano

The increasing occurrence of toxic cyanobacterial blooms in reservoirs used to supply drinking water for human consumption has prompted the publication of resolution 518/04 by the Brazilian Ministry of Health. Among other quality requirements, the monitoring of cyanotoxins in treated water is mandatory for companies responsible for potable water distribution. Therefore, precise and rapid analytical methods are essential. In this context, the aim of this work is to employ liquid chromatography coupled to mass spectrometry to study the most important cyanotoxins in our country: microcystins, anatoxin-a(s), cylindrospermopsis and saxitoxins. The obtained results are distributed in four chapters, each one dedicated to a single group of toxins. In this way, chapter one presents the gas-phase fragmentation behavior of deprotonated microcystins in an Orbitrap instrument. It is demonstrated that electrospray negative ionization can provide significant structural information about microcystins. These results are complementary to the positive ionization mode. A selective ring opening process is proposed and possible mechanisms are discussed, which may facilitate data interpretation when unknown variants are considered. The general fragmentation model was further applied to the characterization of [Leu1]MC-LR in a Microcystis spp. cell extract. The second chapter describes qualitative analytical methods for the identification of anatoxin-a(s), a natural organophosphate whose determination is hampered by the lack of commercial standards. Hydrophilic interaction liquid chromatography was employed and fragmentation mechanisms proposed, identifying the characteristic product ions of this toxin. The developed methods were further used to identify anatoxin-a(s) for the first time in Anabaena oumiana strains ITEP-25 and ITEP-26. The third chapter presents data related to the gas-phase fragmentation behavior of cylindrospermospin when this toxin is ionized as metal adducts. Different fragmentation pathways are accessed depending on the atomic radius of the metal cation involved. Practical implications for the chromatographic analysis of this toxin are presented. The last chapter describes the fragmentation behavior of sulphate-containing saxitoxin variants (GTX1&4, GTX2&3, dcGTX2&3, GTX5) after electrospray ionization in both the positive and negative modes. A mechanism for the intense SO3 elimination from [M+H]+ ions from GTX1, GTX2 and dcGTX2 is proposed for the first time and relies on a specific structure conformation. On the other hand, the negative ionization mode shows much less in-source dissociation when compared to the positive mode. As a consequence, methods based on negative ionization might be more sensitive for sulfate-containing variants, allowing the detection of lower amounts of these toxins in environmental samples. At the end, it can be concluded that liquid chromatography is a well-suited and powerful technique for the qualitative and quantitative analysis of cyanotoxins, being an invaluable contribution to water safety evaluation

Investigação de mecanismos bioquímicos e fisiológicos em organismos expostos a anatoxina-a(s) / Study of the biochemical and physiologycal mechanisms in organisms exposed to anatoxin-a(s)

A anatoxina-a(s) (antx-a(s)) é uma neurotoxina produzida por cianobactérias, cujo mecanismo de ação conhecido consiste na inibição irreversível da atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE). Em razão da instabilidade da molécula e da inexistência de um padrão analítico, as informações referentes a presença dessa toxina nos reservatórios de água doce e, a completa elucidação dos processos envolvidos na sua toxicidade, são escassas. Na última década, a pesquisa referente a capacidade dos inseticidas organofosforados de induzir estresse oxidativo em humanos e animais tem sido bastante importante. Pelo fato da antx-a(s) ser o único organofosforado produzido por cianobactérias conhecido, este trabalho teve como objetivo investigar os mecanismos bioquímicos envolvidos na ação pró-oxidante de extratos aquosos contendo antx-a(s). A atividade das enzimas colinesterásicas AChE e butirilcolinesterase (BuChE) e, das enzimas antioxidantes catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), glutationa redutase (GR) e superóxido dismutase (SOD) foram avaliadas em dois modelos experimentais: (i) Camundongos Swiss tratados por via intraperitoneal (ip) com uma dose sub-letal (20 mg.kg-1) de extrato contendo antx-a(s) e sacrificados após 24 h, 48 h, 7 e 14 dias e, (ii) sementes de alfafa regadas com extrato contendo antx-a(s) por um período de 7 dias. Também foi avaliado o efeito de extratos contendo antx-a(s) em coração de baratas da espécie Leurolestes circunvagans. A atividade enzimática das colinesterases avaliadas em camundongos tratados com extrato contendo antx-a(s) manteve-se inibida 58% até 48 h após tratamento (n=9, p<0,001), voltando a níveis normais (comparada ao controle) a partir do sétimo dia (n=10, p>0,05). Em contraposição, as alterações na atividade das enzimas antioxidantes avaliadas iniciaram-se após 48 h do tratamento, quando foi observada uma diminuição na atividade das enzimas CAT e GPx (n=9, p<0,001). No sétimo dia, enquanto a atividade das enzimas CAT...

Anatoxin-a(s) (antx-a(s)) is a cyanobacterial neurotoxin whose principal mechanism of action is the irreversible inhibition of the enzymatic activity of acetylcholinesterase (AChE). Because of the molecule´s instability and the lack of an analytical standard, the occurrence of this toxin in freshwater reservoirs and the knowledge of the whole events related to its toxicity are scarce. In the last decade, research related to organophosphates insecticides capability to induce oxidative stress in humans and animals has been profuse. Considering that antx-a(s) is the unique organophosphate produced by cyanobacteria currently known; the main of this work was to investigate the biochemical mechanism related to the pro-oxidant capacity of antx-a(s)-containing extracts. In order to achieve the objective, there was determined the activity of cholinesterasic and antioxidant enzymes such as acetylcholinesterase (AChE), butirylcholinesterase (BuChE), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR) and superoxide dismutase (SOD). Two experimental models were used: (i) Swiss mice were treated intraperitoneally (ip) with 20 mg.kg-1 of antx-a(s)-containing extract and sacrificed after 24 h, 48 h, 7 and 14 days of treatment and, (ii) alfalfa seeds were irrigated with antx-a(s)-containing extract for 7 days. Additionally, the cardiac effect of antx-a(s)-containing extract on Leurolestes circunvagans cockroach was evaluated. The AChE and BuChE activity in mice treated with antx-a(s)-containing extract stayed inhibited more than 55% during 48 h (n=9, p<0,001). Normal activity of both enzymes was observed after seven days of treatment. By the other hand, changes in the antioxidant enzymes activity only began after the second day of treatment. Initially, both CAT and GPx showed lower activity than the control group after 48 h. Among those enzymes, GPx showed the highest decreased activity (n=9, p<0,001). After seven days, while the antx-a(s)- containing...

Investigação da biossíntese de toxinas produzidas por cepas de cianobactérias / Investigation on the cyanobacterial strains toxins biossinthesys

A demanda crescente de água doce de boa qualidade são problemas atuais e mundiais, além do descaso com os dejetos lançados nos ambientes aquáticos que comprometem a qualidade dos recursos hídricos. Um dos parâmetros que atesta a potabilidade da água é a presença de cianobactérias e cianotoxinas. Cianobactérias são microrganismos procariontes aeróbicos fotoautróficos que sintetizam as cianotoxinas. Estes compostos podem ser classificados de acordo com seus mecanismos de ação em hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. Por sua diversidade, representam diferentes riscos não só ao ecossistema e a outros organismos dos ambientes aquáticos, como também aos seres humanos. Esse projeto visou o isolamento e cultivo de cepas de cianobactérias produtoras de toxinas para a investigação da biossíntese desses compostos. Com este intuito, foram realizadas coletas de água em três reservatórios no estado de São Paulo e um no Paraná. Cepas de cianobactérais foram isoladas, identificadas e analisadas quanto à produção de toxinas. Uma cepa de Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) produtora de microcistinas (MC-LR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW e desm-MC-LR e desm- MC-RR) foi escolhida para ser estudada frente diferentes condições de cultivo e ter o seu crescimento, produção de toxinas e expressão gênica estudados. Foram utilizados os meios de cultura já referidos na literatura: ASM-1 (N:P=1, 10 e 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) e BG-11 (N:P=10 e 100). Para acompanhar o crescimento, dois métodos foram utilizados: contagem de células e espectrofotometria. As toxinas foram quantificadas por LC-MS - QTrap. A análise da expressão gênica foi realizada por reação de PCR em tempo real pelo método de quantificação relativa ΔΔCt. Foi observada diferença no crescimento da cepa estudada nos diferentes meios de cultivo empregados. A contagem das células permitiu a identificação das fases logarítmica e total de crescimento. Durante a fase logarítmica, três experimentos demonstraram...

There is a great concern these days about potable and good quality water due to the increase of the population needs and also to the arising problems with contamination caused by anthropogenic sources. The presence of cyanobacteria and cyanotoxins are some parameters that attest water potability. Cyanobacteria are prokaryotic aerobic photoautotrophic microorganisms that may synthesize cyanotoxins. These compounds can be classified as hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic according to their action mechanisms. Because of their diversity, they may represent different risks, not only to their ecosystem and other aquatic living organisms, but also to human beings. The aim of this project was the isolation and cultivation of cyanotoxin-producing cyanobacteria for further investigation on the biosynthesis of these compounds. Water samples from three different reservoirs in São Paulo state and one in Paraná state were collected in order to isolate cyanobacteria strains and accomplish their identification and to evaluate the toxin production. The Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) microcystin producer strain (MCLR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW, desm-MC-LR and desm-MC-RR) was chosen to be grown in different cultivation conditions and later analyzed for its growth rate, toxin production and gene expression. All culture media used in this research were chosen according to the literature: ASM-1 (N:P=1, 10 and 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) and BG-11 (N:P=10 and 100). To evaluate growth rate, two techniques were used: cell counting and absorbance determination in two different wavelengths (680 nm and 750 nm). Toxins were quantified by LC-MS in a hybrid triple-quadrupole instrument (Qtrap). Gene expression was assessed by real time PCR, using the ΔΔCt relative quantification method. Cell counting allowed total growth and logarithmic phase identification. During the last, three experiments showed statistical difference from control group (p<0,05). Four experiments...

Identificación de cianobacterias potencialmente productoras de cianotoxinas en la curva de salguero del río cesar / Identificationoff cyanobacteria, potential cyaotoxins producers, in the cesarr river salguero's cuvee

En el río Cesar, que se usa como receptor de aguas residuales tratadas de las lagunas de estabilización Estación Salguero, se llevó a cabo un plan de muestreo de 6 meses durante los cuales se identificaron cianobacterias potencialmente productoras de cianotoxinas, además se estimó cualitativamente su abundancia y variación en la distribución de éstas a lo largo del área de muestreo; se evaluaron las fluctuaciones de las características físicas y químicas del área de estudio. Se establecieron tres estaciones de muestreo: río arriba, zona de vertimiento de las aguas residuales y río abajo; se usaron métodos para la identificación y recuento del material ficológico estandarizados y para medir los parámetros físico-químicos. La mayor abundancia de algunas cianobacterias estuvo estrechamente relacionada con las zonas del río donde existe mayor contaminación orgánica. Las cianobacterias productoras de toxinas que predominaron fueron Phormidium sp., Oscillatoria sp. y Pseudanabaena sp. Los resultados fisicoquímicos indican que la calidad del agua del río Cesar es alterada en los puntos donde el río recibe las descargas de aguas residuales y a lo largo de éste.

A 6 month sampling plan was carried out in the Cesar River, which is used as the receiver of treated waste water from the stabilized ponds in Salguero Station. During this time cyanobacteria, potential producer of cyanotoxins, were identified, and also their abundance and variation in the distribution through the sampled area were estimated; fluctuations of physical and chemical characteristics of the area in study were evaluated. Three sample stations were established: upstream, the waste water flowing zone, and downstream. Standardized methods for the identification and recount of phycological material and to measure the physical-chemical parameters were used. The greater abundance of some cyanobacteria was closely related to the areas of the river where there is greater organic contamination. Cyanobacteria producers of toxins which were more predominant were Phormidium sp., Oscillatoria sp. and Pseudanabaena sp. The physical-chemical results indicate that the quality of the water in Cesar river is altered in the areas where the river receives the flow of waste warter and all along its steam.

Riesgo de contaminación con cianobacterias en tres embalses de agua de Santiago de Cuba / Risk of pollution with cyanobacteria in three water reservoirs of Santiago de Cuba

La gestión del riesgo de contaminación con cianobacterias es sin dudas un tema relevante, de gran impacto social. Es bien conocida la relación que existe entre las floraciones de estos microorganismos y serias afectaciones a la salud humana. Con el objetivo de proponer un modelo de gestión del riesgo por contaminación con cianobacterias en embalses de agua para consumo humano, se estudió la presencia de estos microorganismos en tres embalses que servician agua a más del 80 por ciento de la población de Santiago de Cuba (Chalóns, Paradas y Charco Mono) durante los meses de noviembre de 2008 y marzo de 2009. Se realizaron muestreos cualitativos y cuantitativos para la caracterización del fitoplancton y determinaciones de la densidad fitoplanctónica. Se identifican 73 especies fitoplanctónicas y 9 especies de cianobacterias potencialmente tóxicas. La densidad del fitoplancton osciló entre 5 y 25 x104 cél/mL-1. Este estudio contribuye al diseño de una metodología para enfrentar el riesgo de la contaminación por cianobacterias, por lo que tiene impacto social y económico a nivel local.

The risk of pollution with cyanobacteria is undoubtedly an important topic of great social impact. It is very well-known the relation between the flowering of these microorganisms and the serious involvement to the human health. With the purpose of proposing an administration model of the risk of pollution with cyanobacteria in water reservoirs for the human consumption, the presence of these bacteria was studied in 3 reservoirs (Chalóns, Paradas and Charco Mono), which supply more than 80 percent of Santiago population, from November, 2008 to March, 2009. Qualitative and quantitative samplings were made to characterize the phytoplankton and determine its density, which ranged between 5 and 25x104 cel/mL-1. Seventy three species of phytoplankton and nine cyanobacteria potentially toxic were identified. This study contributes to the design of a methodology to face these risks of pollution.

Avaliação da remoção de saxitoxinas por meio de técnicas de tratamento das águas de abastecimento / Saxitoxins removal evaluation by means of the drinking-water treatment processes

O objetivo do trabalho é avaliar a eficiência da adsorção com carvão ativado em pó (CAP) e da cloração de cálcio na remoção de saxitoxinas. As saxitoxinas dispersas em água destilada foram produzidas por meio da extração de células viáveis de cianobactérias da espécie Cylindrospermopsis raciborskii. Os ensaios foram realizados em equipamento de jar test adaptado e empregando-se três tipos de CAP e hipoclorito de cálcio. Os tempos de detenção aplicados foram de duas horas para adsorção e 30 e 60 minutos para oxidação. Os resultados evidenciaram que a eficiência de remoção, para a adsorção, está intrinsecamente relacionada ao tipo de carvão e à dosagem empregada, obtendo maior eficiência para o CAP de madeira. Para oxidação, os dois tempos de contato e as dosagens avaliadas apresentaram eficiência praticamente constante, da ordem de 80 por cento, atendendo ao estabelecido pela Portaria 518.

This paper focuses on the evaluation of the saxitoxins removal by means of adsorption and oxidation. These toxins were produced through extraction of viable cells from cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii. The tests were carried out in the batch scale with three different powdered activated carbons and calcium hypochlorite. The detention times were two hours for adsorption, and 30 and 60 minutes for oxidation tests. The results pointed out that the type and dosage of carbon are strongly related, and the wood carbon presented higher efficiency. The oxidation efficiency was approximately 80 percent for both evaluated detention times and distinct dosages, keeping practically constant for all tests according to the limit established by the Brazilian Drinking-water Legislation 518.