Uso de microrganismos de efluente industrial no controle biológico de vetores / Use of industrial effluent microorganisms in biological vector control / Uso de microorganismos de efluentes industriales en el control biológico de vectores

Justificativa e Objetivos: a utilização de microrganismos como controle biológico de vetores sanitários pode ser considerada uma prática menos agressiva ao ambiente, em comparação com os produtos químicos utilizados. O presente estudo avaliou a eficiência de suspensões celulares de fungos e bactérias isolados de efluentes industriais têxteis no controle sanitário dos vetores naturais Aedes aegypti e Dermacentor nitens como alternativa sustentável de controle biológico. Métodos: foram avaliadas sete linhagens de fungos e seis de bactérias. Os isolados foram cultivados em caldo nutriente e caldo de batata, para bactérias e fungos, respectivamente. Alíquotas de 2 mL de cada suspensão microbiana foram adicionadas diretamente nas larvas dos mosquitos e nos carrapatos adultos. Foram analisadas alterações de movimentação e paralisação dos vetores em diferentes tempos de exposição entre zero e 20 minutos e três e 24 horas. Resultados: duas bactérias e um fungo promoveram uma desaceleração dos movimentos e/ou um aumento da movimentação dos ectoparasitas logo após a administração. Dois isolados bacterianos promoveram a paralisação dos movimentos de uma larva do mosquito Aedes aegypti em seu primeiro estágio de desenvolvimento, enquanto que um fungo provocou aumento da movimentação das larvas em seu estágio de desenvolvimento mais avançado. Conclusão: os microrganismos mostraram potencial uso no controle de vetores sanitários. Testes subsequentes de atividade dos possíveis metabólitos secundários produzidos e das formas de administração das culturas microbianas serão executados. Os resultados encontrados encorajam futuros estudos de otimização e caracterização dos extratos celulares, os quais poderão ser utilizados como ferramenta sustentável no controle biológico.(AU)

Background and Objectives: the use of microorganisms as biological control of health vectors can be considered a less aggressive practice to the environment, in comparison with the chemicals used. The present study evaluated the efficiency of cell suspensions of fungi and bacteria isolated from industrial textile effluents in the sanitary control of the natural vectors Aedes aegypti and Dermacentor nitens as a sustainable alternative for biological control. Methods: seven fungi and six bacteria strains were evaluated. The isolates were grown in nutrient broth and potato broth, for bacteria and fungi, respectively. 2 mL aliquots of each microbial suspension were added directly to mosquito larvae and adult ticks. Changes in movement and paralysis of vectors at different exposure times between zero and 20 minutes and three and 24 hours were analyzed. Results: two bacteria and a fungus promoted a slowdown in movement and / or an increase in the movement of ectoparasites shortly after administration. Two bacterial isolates caused the movement of a larva of the Aedes aegypti mosquito to stop in its first stage of development, while a fungus caused increased movement of the larvae in their most advanced stage of development. Conclusion: the microorganisms showed potential use in the control of health vectors. Subsequent activity tests of the possible secondary metabolites produced and the ways of administering the microbial cultures will be performed. The results found encourage future studies of optimization and characterization of cell extracts, which can be used as a sustainable tool in biological control.(AU)

Justificación y objetivos: el uso de microorganismos como control biológico de vectores sanitarios puede considerarse una práctica menos agresiva para el medio ambiente en comparación con los productos químicos utilizados. El presente estudio evaluó la eficiencia de las suspensiones de células fúngicas y bacterianas de efluentes industriales textiles en el control sanitario de los vectores Aedes aegypti y Dermacentor nitens como una alternativa sostenible para el control biológico. Métodos: evaluaron siete hongos y seis de bacterias. Los aislamientos se cultivaron en medio de cultivo, caldo nutrientes y de papa para bacterias y hongos, respectivamente. Se agregaron alícuotas de 2 mL de cada suspensión microbiana directamente a las larvas de mosquito y las garrapatas adultas. Analizaron los cambios en el movimiento y la parálisis de los vectores a diferentes tiempos de exposición entre cero y 20 minutos y tres y 24 horas. Resultados: dos bacterias y un hongo causaron una reducido el movimiento y/o aumentó el movimiento del ectoparásito poco después de la administración. Dos bacterias paralizaron los movimientos de las larvas de un mosquito en su primera etapa de desarrollo y un hongo causó un mayor movimiento de las larvas en su etapa posterior de desarrollo. Conclusión: los microorganismos mostraron uso potencial como control de vectores sanitarios. Se realizarán pruebas de actividad de los posibles metabolitos secundarios producidos y las formas de administración de los cultivos microbianos. Los resultados fomentan más estudios de optimización y caracterización de extractos celulares, que pueden utilizarse como herramienta sostenible en el control biológico.(AU)

Panorama da pesquisa sobre tratamento e reúso de efluentes da indústria de antibióticos / Overview of research on the treatment and reuse of effluents from the antibiotics industry

RESUMO Este trabalho realizou uma revisão integrativa de artigos científicos indexados entre 2007 e 2017 em diferentes bases de dados sobre o tratamento e o reúso de efluentes provenientes da indústria de antibióticos. Foram encontrados 31 artigos, sendo que somente 4 abordaram o reúso de efluente, e 1 utilizou um sistema de tratamento em escala real. A maior parte desses estudos foi realizado na Ásia, com destaque para a China. Observa-se que, no Brasil, que é um dos grandes produtores e consumidores de fármacos do mundo, esse tipo de pesquisa ainda é incipiente. Os processos mais encontrados foram os oxidativos avançados que mostraram maior eficiência na remoção de antibióticos, mas podem gerar subprodutos, o que pode representar um risco ainda maior dependendo da substância formada. Os processos biológicos devem ser primeiramente aclimatados aos antibióticos para não serem impactados, entretanto, a liberação desses micro-organismos resistentes no corpo receptor também apresenta um risco ambiental. Os sistemas integrados de membranas ao biológico também foram bem eficientes, mas atenta-se ao risco na destinação final dessas membranas que foram capazes de reter esses compostos. No geral, são necessários mais estudos sobre essa abordagem para reduzir os riscos no desenvolvimento de micro-organismos multirresistentes no meio ambiente.

ABSTRACT This work carried out an integrative review of scientific articles indexed between 2007 and 2017 in different databases on treatment and reuse of effluents from the antibiotic industry. Thirty-one articles were found and only four addressed effluent reuse, and one used a full-scale treatment system. Most of these studies were conducted in Asia, with emphasis on China. In Brazil, which is one of the largest producers and consumers of drugs in the world, this type of research is still incipient. The most commonly found processes were oxidative advanced processes that showed greater efficiency in removing antibiotics, but may generate by-products, which might pose an even greater risk depending on the substance formed. Biological processes must first be acclimated to antibiotics in order not to be impacted, however, the release of these resistant microorganisms into the water bodies also presents an environmental risk. Biological integrated membrane systems were also very efficient, but attention should be given to the risk in the final destination of these membranes that were able to retain those compounds. Overall, further studies on this approach are needed to reduce the risks of developing multi-resistant microorganisms in the environment.

Reducing Cr6+ in electroplating wastewater with Bacillus cereus strain B1 / Reducción de Cr6+ en aguas residuales de galvanoplastia con una cepa de Bacillus cereus B1 / Redução do Cr6+ em águas residuais de galvanoplastia com cepa de Bacillus cereus B1

Abstract In this study Bacillus cereus was used to evaluate the Cr6+ reducing capacity in electroplating effluents. The Cr6+ bioreduction assays were carried out using real wastewater (RWW) from an electroplating plant and artificial wastewater (AWW), with and without added glucose. The AWW was prepared using Ni, Zn, Cu, Pb, and Cr salts, simulating RWW concentrations. The Cr6+ concentration and bacterial growth were monitored three times a day for the duration of five days. Also, were evaluated the effects of wastewater on B. cereus B1 morphology using scanning electron microscopy. Cr6+ reduction percentage of 100 % was reached for AWW containing glucose, of 71 % for AWW without glucose, of 75.6 % for RWW with glucose, and of 31.7 % for RWW without glucose. Despite the low reduction percentage obtained for RWW without glucose, concentrations of ± 0.14 mg/L of Cr6+ were reached, which were within allowed limits (0.5 mg/L of Cr6+ ). Electron Microscopy showed alterations in the bacterial cell wall and a decrease in size, mainly in the bacteria exposed to RWW. The results allow us to propose B. cereus B1 as a promising microorganism for use in the bioremediation of effluents containing Cr6+.

Resumen En este estudio se utilizó Bacillus cereus para evaluar la capacidad de reducción de Cr6+ en efluentes de galvanoplastia. Los ensayos de biorreducción de Cr6+ se llevaron a cabo usando agua residual real (RWW) proveniente de una planta de galvanoplastia, y agua residual artificial (AWW), con y sin adición de glucosa. El AWW se preparó usando sales de Ni, Zn, Cu, Pb y Cr, simulando concentraciones de RWW. La concentración de Cr6+ y el crecimiento bacteriano se monitorearon 3 veces al día durante 5 días. También se evaluaron los efectos del agua residual en la morfología de B. cereus B1, usando microscopía electrónica de barrido. Se alcanzó una reducción del 100 % en AWW con glucosa, de 71 % en AWW sin glucosa, de 75.6 % en RWW con glucosa y de 31.7 % en RWW sin glucosa. A pesar del bajo porcentaje de reducción obtenido en RWW con glucosa, se alcanzaron concentraciones de ± 0.14 mg/L of Cr6+, que están dentro de los límites permitidos (0.5 mg/L de Cr6+). La microscopía electrónica mostró alteraciones en la pared de la célula bacteriana y una disminución en tamaño, principalmente en las bacterias expuestas a RWW. Los resultados nos permiten proponer a B. cereus B1 como un microorganismo promisorio para uso en biorremediación de efluentes que contengan Cr6+.

Resumo Neste estudo se utilizou Bacillus cereus para avaliar a capacidade de redução do Cr6+ em efluentes de galvanoplastia. Os ensaios de biorredução de Cr6+ se realizaram usando água residual real (RWW) proveniente de uma planta de galvanoplastia, e água residual artificial (AWW), com e sem adição de glicose. A AWW se preparou usando sais de Ni, Zn, Cu, Pb y Cr, simulando concentrações de RWW. As concentrações de Cr6+ e o crescimento bacteriano se monitoram 3 vezes ao dia durante 5 dias. Também se avaliaram os efeitos da água residual na morfologia de B. cereus B1, usando microscopia eletrônica de varredura. Obteve- se uma redução de 100 % em AWW com glicose, de 71 % em AWW sem glicose, de 75.6 % em RWW com glicose e de 31.7 % em RWW sem glicose. A pesar do baixo percentual de redução obtido em RWW sem glicose, alcançaram-se concentrações de ± 0.14 mg/L de Cr6+, que estão dentro dos limites permitidos (0.5 mg/L de Cr6+). A microscopia eletrônica de varredura mostrou alterações na parede da célula bacteriana e uma diminuição no tamanho, principalmente nas bactérias expostas a RWW. Os resultados nos permitiram propor a B. cereus B1 como um microrganismo promissório para o uso em biorremediação de efluentes que contenham Cr6+.

Environmental quality of an estuary in Amazon delta using immunohistochemical and morphological analyses of gill as biomarkers / Qualidade ambiental de um estuário no delta amazônico utilizando análises imunohistoquímicas e morfológicas de brânquias como biomarcadores

In this study, histological, ultrastructural, and immunohistochemical observations of the gill tissue of two fish species (Plagioscion squamosissimus and Lithodoras dorsalis) were used as biomarkers to assess the ecological conditions of an estuary in the Amazon delta, by relating the health status of the fishes to environmental quality. The gill tissue was analyzed both qualitatively and semi-quantitatively. Marked differences in the type and severity of lesions were verified between species and among study sites. A variety of severe damages were confirmed histologically in specimens from the two impacted areas (B and C), including aneurysms, epithelial lifting, and intense hyperplasia. Electron microscopy and immunohistochemical analyses also revealed injuries in the gill tissue of specimens from these two areas. While, on area A only few specimens showed mild changes in gill tissues and rare marking of apoptosis. These results confirm the urgent need for the more effective control of the discharge of pollutants into the estuary as well as more effective urban planning, given the close proximity of a major industrial complex to residential areas.

Neste estudo foram utilizados biomarcadores histológicos, ultraestruturais e imunohistoquímicos em tecidos brânquiais de duas espécies de peixes, Plagioscion squamosissimus e Lithodoras dorsalis, para avaliar a situação ecológica em um estuário amazônico relacionando a saúde do peixe com a qualidade ambiental. O tecido branquial foi analisado qualitativamente e semiquantitativamente. Foram verificadas diferenças entre as espécies selecionadas e as áreas de estudo, no que se refere ao tipo e severidade das lesões no tecido branquial. Foi detectada uma variedade de alterações histopatológicas severas somente nos peixes capturados nas áreas B e C, tais como: Aneurisma, elevação epitelial e intensa hiperplasia. As análises de microscopia eletrônica e de imunohistoquímica confirmaram danos mais prejudiciais nas brânquias apenas nestas áreas de estudo. Enquanto que na área A poucos peixes apresentaram alterações leves nos tecidos e pouca marcação de apoptose. Estes resultados confirmam a necessidade de um efetivo controle dos dejetos de poluentes assim como um planejamento urbano eficaz nesta região, uma vez que esta área possui um complexo industrial importante próximo à área urbana.

Tetracycline: production, waste treatment and environmental impact assessment

The frequent occurrence of pharmaceuticals in the aquatic environment requires an assessment of their environmental impact and their negative effects in humans. Among the drugs with high harmful potential to the environment are the antibiotics that reach the environment not only, as may be expected, through the effluents from chemical and pharmaceutical industries, but mainly through the sewage and livestock; because around 25 to 75% of the ingested drugs are excreted in unchanged form after the passage through the Gastro-Intestinal Tract. Tetracycline has high world consumption, representing a human consumption of about 23 kg/day in Brazil in 2007. At the moment, researches are being made to develop new tetracycline that incorporate heavy metals (Hg, Cd, Re, Pt, Pd) to their structures in order to increase their bactericidal effect. The conventional wastewater treatment plants are not able to degrade complex organic molecules to reduce their toxicity and improve their biodegradability. For this reason new technologies, i.e., the advanced oxidation processes, are being developed to handle this demand. The objectives of this study are to review the literature on the processes of obtaining tetracycline, presenting its waste treatment methods and evaluation of their environmental impact.

A ocorrência frequente de fármacos no meio aquático exige a avaliação do seu impacto ambiental e seus efeitos negativos em seres humanos. Dentre os fármacos com maior potencial de impacto ambiental estão os antibióticos, que chegam ao meio ambiente através dos efluentes de indústrias químico-farmacêuticas e, principalmente, através de esgotos domésticos e criação de animais, visto que 25% a 75% dos fármacos são excretados em forma inalterada após passagem pelo Trato Gastrointestinal. Parcela significativa do consumo mundial dos antibióticos corresponde à classe das tetraciclinas, representando consumo humano de 23 kg/dia no Brasil, em 2007. Atualmente, há pesquisas de novas tetraciclinas que incorporam metais pesados (Hg, Cd, Re, Pt, Pd) às suas estruturas com o intuito de aumentar suas atividades bactericidas. As estações de tratamento de águas residuais convencionais não são capazes de degradar moléculas orgânicas complexas, diminuir a sua toxicidade e melhorar a sua biodegradabilidade. Por esta razão, as novas tecnologias, como, por exemplo, os processos oxidativos avançados, estão sendo desenvolvidos para lidar com esta demanda. Os objetivos deste trabalho são fazer uma revisão da literatura sobre os processos de obtenção de tetraciclinas, apresentar métodos de tratamento de seus resíduos e avaliar o seu impacto ambiental.