Resistencia bacteriana a antibióticos en ambientes acuáticos: origen e implicaciones para la salud pública

El alarmante incremento de la resistencia bacteriana a los antibióticos a nivel global ha dilucidado otras fuentes diferentes al hospital y la comunidad, donde el agua ha cobrado gran importancia. El ambiente acuático constituye la fuente y el hábitat natural de un gran número de microorganismos, incluyendo bacterias resistentes a antibióticos; así mismo, se considera uno de los principales receptores de antimicrobianos, bacterias resistentes y genes de resistencia a antibióticos provenientes de las actividades humanas. La contaminación del agua con estos contaminantes emergentes tiene implicaciones serias para la salud humana, relacionadas con la diseminación de la resistencia bacteriana y la emergencia de nuevos mecanismos de resistencia. En esta revisión se brinda una descripción global del papel de los ambientes acuáticos en el problema de la resistencia bacteriana, las principales fuentes de contaminación, además del impacto para la salud pública. Ante este panorama, se establece la necesidad de abordar la problemática de la resistencia bacteriana desde la perspectiva de "una salud", donde a la vigilancia tradicional, enfocada a nivel humano y veterinario, se articule la vigilancia epidemiológica ambiental, principalmente basada en aguas residuales.

The alarming increase in bacterial resistance to antibiotics globally has diluted sources other than the hospital and community, where water has taken on great importance. The aquatic environment is the source and natural habitat of a large number of microorganisms, including antibiotic-resistant bacteria, as well as being considered one of the main receptors for antimicrobials, resistant bacteria and antibiotic resistance genes from human activities. Contamination of water with these emerging contaminants has serious implications for human health related to the spread of bacterial resistance and the emergence of new resistance mechanisms. This review provides a global description of the role of aquatic environments in the problem of bacterial resistance, the main sources of contamination, as well as the impact on Public Health. In this context, the need arises to address the problem of bacterial resistance from the perspective of "one health", where traditional surveillance, focused at the human and veterinary level, is articulated with environmental epidemiological surveillance, mainly in wastewater.

O incremento alarmante da resistência bacteriana aos antibióticos no nível global tem revelado outras fontes diferentes do hospital e da comunidade, em que a água tem ganho grande importância. O ambiente aquático constitui a fonte e o hábitat natural de um grande número de microrganismos, incluindo bactérias resistentes a antibióticos; é considerado, também, um dos principais receptores de antimicrobianos, bactérias resistentes e genes de resistência a antibióticos provindos das atividades humanas. A poluição da água com esses poluentes emergentes tem sérias implicações para a saúde humana, relacionadas com a disseminação da resistência bacteriana e a emergência de novos mecanismos de resistência. Nesta revisão oferece-se uma descrição global do papel dos ambientes aquáticos na situação problemática da resistência bacteriana, as principais fontes de poluição, além do impacto para a saúde pública. Diante desse panorama, determina-se a necessidade de abordar a problemática da resistência bacteriana desde a perspectiva de "uma saúde" em que a vigilância tradicional, focada nos níveis humano e veterinário, esteja articulada com a vigilância epidemiológica ambiental, principalmente baseada em águas residuais.

Riscos associados à presença do SARS-CoV-2 em esgotos e possíveis abordagens para limitar sua propagação através de matrizes aquáticas / Risks associated with the presence of SARS-CoV-2 in sewage and possible approaches to limit its spread through aquatic matrices

Introdução: O SARS-CoV-2 é um novo tipo de coronavírus capaz de infectar humanos e causar a Coronavirus Disease (COVID-19), enfermidade que tem causado enormes impactos no Brasil e no mundo. A doença, devido às suas altas taxas de disseminação e letalidade, foi declarada pandêmica pela Organização Mundial da Saúde no primeiro semestre de 2020. Vários estudos têm frequentemente indicado a detecção de fragmentos de RNA do SARS-CoV-2 em amostras de redes de esgoto, estações de tratamento e águas naturais. A presença do SARS-CoV-2 nesses ambientes tem levantado a possibilidade de transmissão pelo contato com águas contaminadas e aerossóis gerados durante seus fluxos ou tratamentos. Objetivo: Descrever relatos de detecção do novo coronavírus em amostras obtidas em redes de esgotos, em lodos residuais de plantas de tratamento e em corpos d'água naturais, e apresentar a viabilidade desse vírus quando inoculado artificialmente nesses ambientes. Método: Revisão integrativa de literatura fundamentada em artigos científicos escritos em inglês ou português, indexados nas bases de dados do Web of Science, Scopus, PubMed, ScienceDirect, Google Scholar e MedRxiv. Resultados: Foi possível destacar os riscos que o SARS-CoV-2 proporciona às populações de humanos e de animais selvagens quando presente nas águas residuais, estratégias cabíveis de serem utilizadas para limitar a propagação desse patógeno nas matrizes aquáticas, e a importância da implementação de sistemas de monitoramento epidemiológico nesses locais. Conclusões: A fim de reduzir os riscos de surtos emergentes e reemergentes da COVID-19 por meio de matrizes aquosas, abordagens preventivas em relação à presença do SARS-CoV-2 nesses ambientes têm sido fortemente recomendadas.

Introduction: SARS-CoV-2 is a new type of  coronavirus capable of infecting humans and cause the Coronavirus Disease (COVID-19), an illness that has causing enormous impacts in Brazil and worldwide. The disease, due to its high-level dissemination and lethality rates, was declared pandemic by the World Health Organization in the first half of 2020. Several studies have frequently indicated the detection of SARS-CoV-2 RNA fragments in samples from sewage networks, treatment plants and natural waters. The presence of SARS-CoV-2 in those environments has raised the possibility of transmission through the contact with contaminated waters and aerosols generated during their flow or treatment. Objective: Describe detection reports of the new coronavius in samples obtained from sewage networks, from waste sludges of treatment plants and from natural water bodies, and present the viability of this virus when artificially inoculated in those environments. Method: Integrative literature review based on scientific articles written in English or Portuguese, indexed in the Web of Science, Scopus, PubMed, ScienceDirect, Google Scholar and MedRxiv databases. Results: It was possible to highlight the risks that the SARS-CoV-2 poses to human and wildlife populations when present in wastewater, appropriate strategies to be used to limit the spread of this pathogen in aquatic matrices, and the importance of implementing epidemiological monitoring systems in those places. Conclusions: In order to reduce the risks of emerging and re- emerging outbreaks of COVID-19 through aqueous matrices, precautionary approaches regarding the presence of SARS-CoV-2 in those environments have been strongly recommended.

Removal of nutrients from Organic Liquid Agricultural Waste using filamentous algae / Remoção de nutrientes de Resíduos Agrícolas Líquidos Orgânicos utilizando algas filamentosas

Abstract A feasibility analysis of tertiary treatment for Organic Liquid Agricultural Waste is presented using filamentous algae belonging to the genus Cladophora sp. as an alternative to chemical tertiary treatment. The main advantages of tertiary treatments that use biological systems are the low cost investment and the minimal dependence on environmental variables. In this work we demonstrate that filamentous algae reduces the nutrient load of nitrate (circa 75%) and phosphate (circa 86%) from the organic waste effluents coming from dairy farms after nine days of culture, with the added advantage being that after the treatment period, algae removal can be achieved by simple procedures. Currently, the organic wastewater is discarded into fields and local streams. However, the algae can acquire value as a by-product since it has various uses as compost, cellulose, and biogas. A disadvantage of this system is that clean water must be used to achieve enough water transparency to allow algae growth. Even so, the nutrient reduction system of the organic effluents proposed is friendly to the ecosystem, compared to tertiary treatments that use chemicals to precipitate and collect nutrients such as nitrates and phosphates.

Resumo Uma análise de viabilidade do tratamento terciário para Resíduos Agrícola Líquidos Orgânicos é apresentada usando algas filamentosas pertencentes ao gênero Cladophora sp. como alternativa ao tratamento químico terciário. Os tratamentos terciários que utilizam sistemas biológicos têm baixo custo de investimento e a dependência de variáveis ​​ambientais é mínima. Neste trabalho, é demonstrado que essas algas filamentosas reduzem a carga nutricional de nitrato (circa 75%) e fosfato (circa 86%) dos efluentes de resíduos orgânicos provenientes de fazendas de leite em nove dias de cultura e tem a vantagem de que as algas podem ser facilmente coletadas posteriormente. Atualmente, as águas residuais orgânicas são descartadas nos campos e córregos locais. Posteriormente, as algas podem ser consideradas como matéria prima, uma vez que possuem várias utilidades como composto, celulose e biogás. Uma desvantagem desse sistema é que água limpa deve ser usada para obter transparência de água suficiente para permitir o crescimento de algas. Mesmo assim, o sistema de redução de nutrientes dos efluentes orgânicos propostos e amigável ao ecossistema, comparado aos tratamentos terciários que utilizam produtos químicos para precipitar e coletar nutrientes como nitratos e fosfatos.

Antimicrobial susceptibility and virulence-associated genes in Campylobacter isolates from milk and wastewater in Hatay, Turkey / Susceptibilidade antimicrobiana e genes associados à virulência em isolados de Campylobacter do leite e águas residuais em Hatay, Turquia

ABSTRACT: Campylobacter is one of the most common causes of bacterial foodborne diseases throughout the world. This study was conducted to determine the prevalence, antimicrobial resistance and virulence of Campylobacter isolates of raw cow's milk and cattle slaughterhouse wastewater samples in Hatay, Turkey. A total of 114 raw milk and 78 wastewater samples were analyzed for the identification of C. jejuni, C. coli, and C. lari by multiplex PCR. The overall prevalence of Campylobacter was found to be 7.2%, of these isolates, 85.7% were identified as C. jejuni and 14.2% as C. coli, but C. lari was not detected in the study. The cdtA and cadF genes were present in 66.6% and 41.6% of C. jejuni isolates tested, respectively, but wlaN gene was not found in any of the isolates. Results of antimicrobial resistance analysis showed that 71.4% of the isolates were resistant to erythromycin, 64.2% to tetracycline, and 57.1% to ciprofloxacin. Overall, 8 of 14 Campylobacter isolates (57.1%) showed a multidrug resistance.

RESUMO: Campylobacter é uma das causas mais comuns de doenças bacterianas de origem alimentar em todo o mundo. Este estudo foi conduzido para determinar a prevalência, a resistência antimicrobiana e a virulência de isolados de Campylobacter de leite de vaca cru e amostras de águas residuais de matadouros de gado em Hatay, na Turquia. Um total de 114 amostras de leite cru e 78 de águas residuais foram analisados para identificação de C. jejuni, C. coli e C. lari por PCR multiplex. A prevalência global de Campylobacter foi de 7,2%, destes isolados, 85,7% foram identificados como C. jejuni e 14,2% como C. coli, mas C. lari não foi detectado no estudo. Os genes cdtA e cadF estavam presentes em 66,6% e 41,6% dos isolados de C. jejuni testados, respectivamente, mas o gene wlaN não foi encontrado em nenhum dos isolados. Os resultados da análise de resistência antimicrobiana mostraram que 71,4% dos isolados eram resistentes à eritromicina; 64,2% à tetraciclina e; 57,1% à ciprofloxacina. Em geral, 8 dos 14 isolados de Campylobacter (57,1%) apresentaram resistência a múltiplos fármacos.

Biofloc production in activated sludge system treating shrimp farming effluent / Produção de bioflocos em sistema de lodos ativados tratando efluente de carcinicultura

ABSTRACT The release of wastewater and the shrimp feed cost are the main challenges faced by the shrimp farming industry. An alternative solution to both problems is biofloc production in a unit external to the farm, in an activated sludge system for effluent treatment. The treatment system's influent was composed of the shrimp farm wastewater supplemented with urea and sugarcane molasses. The results show that the average removal of chemical oxygen demand was 71% and the average biofloc production in the reactor was approximately 1.5g.L-1. Adding molasses to the influent contributed to the increase in the quantity and diversity of existing microorganisms that are beneficial to cultured shrimp. The mass balance of nitrogen compounds confirmed that nitrification occurred in the system. Therefore, the use of the activated sludge system is a viable and environmentally suitable alternative to produce bioflocs and shrimp farming effluent treatment.

RESUMO A geração de efluentes e o custo com a alimentação do camarão são os principais desafios enfrentados pela carcinicultura. Uma solução conjunta para ambos os problemas é a produção de bioflocos em um sistema de lodo ativado para tratamento de efluentes. Neste trabalho, o afluente ao sistema estudado era composto pelas águas residuais do cultivo de camarão suplementadas com ureia e melaço de cana-de-açúcar. Os resultados mostraram que a remoção média de demanda química de oxigênio foi de 71% e a produção média de bioflocos no reator foi de aproximadamente 1,5 g.L-1. A adição de melaço ao afluente contribuiu para o aumento da quantidade e da diversidade de microrganismos benéficos para a produção de camarão. Houve remoção de amônia e nitrificação confirmada pelo balanço de massa. Portanto, a utilização do sistema de lodos ativados é uma alternativa viável e ambientalmente adequada para produzir bioflocos e tratar efluentes de cultivo de camarão.

Enhanced single-cell oil production by cold shock in cyanobacterial cultures / Aumento da produção de óleos unicelulares através de choques de frio em culturas de cianobactérias

ABSTRACT: The aim of this research was to evaluate the enhanced single-cell oil production by cold shock in Aphanothece microscopica Nägeli using dairy processing wastewater as culture medium. The study focused on (i) temperature optimization for biomass production, (ii) cold shock application to induce lipids biosynthesis and (iii) determination of fatty acids profile under different conditions. Results indicated that temperature of 20°C was the best condition in terms of kinetics parameter, reaching biomass productivities of 160.25mg/L.h. Under these conditions, a lipid content of 12.65% was also observed, resulting in a lipid productivity of 20.27mg/L.h. Additionally, the 0°C cold shock was the most efficient in increasing intracellular lipid content, reaching 28.4% in dry weight. Cold shocks also showed influence on the saturation of fatty acid composition, where the saturated fatty acids decreased, and the monounsaturated and polyunsaturated fatty acids increased by increasing the cold application. Thus, the use of cold shocks indicates to be a key condition for improving the prospects of efficient single-cell oils production.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi avaliar o aumento da produção de óleos unicelulares por Aphanothece microscopica Nägeli utilizando água residuária de processamento de laticínios como meio de cultura. O estudo concentrou-se na (i) otimização da temperatura para produção de biomassa, (ii) aplicação de choque frio para induzir a biossíntese de lipídios e (iii) determinação do perfil de ácidos graxos sob diferentes condições. Os resultados indicam que a temperatura de 20°C foi a melhor condição em termos de parâmetros cinéticos, atingindo produtividades de biomassa de 160,25mg/L.h. Nesta condição também foi observado um teor lipídico de 12,65%, o que resultou em uma produtividade lipídica de 20,27mg/L.h. Além disso, o choque frio de 0°C foi o mais eficiente para aumentar o conteúdo lipídico intracelular, que atingiu 28,4% em peso seco. Os choques frios também mostraram influência na saturação da composição de ácidos graxos, em que os ácidos graxos saturados diminuíram, e os ácidos graxos monoinsaturados e poli-insaturados ampliaram com o aumento da aplicação de frio. Assim, o uso de choques frios indica ser uma condição chave para melhorar as perspectivas de produção eficiente de óleos unicelulares.

Removal of nutrients from Organic Liquid Agricultural Waste using filamentous algae

Abstract A feasibility analysis of tertiary treatment for Organic Liquid Agricultural Waste is presented using filamentous algae belonging to the genus Cladophora sp. as an alternative to chemical tertiary treatment. The main advantages of tertiary treatments that use biological systems are the low cost investment and the minimal dependence on environmental variables. In this work we demonstrate that filamentous algae reduces the nutrient load of nitrate (circa 75%) and phosphate (circa 86%) from the organic waste effluents coming from dairy farms after nine days of culture, with the added advantage being that after the treatment period, algae removal can be achieved by simple procedures. Currently, the organic wastewater is discarded into fields and local streams. However, the algae can acquire value as a by-product since it has various uses as compost, cellulose, and biogas. A disadvantage of this system is that clean water must be used to achieve enough water transparency to allow algae growth. Even so, the nutrient reduction system of the organic effluents proposed is friendly to the ecosystem, compared to tertiary treatments that use chemicals to precipitate and collect nutrients such as nitrates and phosphates.

Resumo Uma análise de viabilidade do tratamento terciário para Resíduos Agrícola Líquidos Orgânicos é apresentada usando algas filamentosas pertencentes ao gênero Cladophora sp. como alternativa ao tratamento químico terciário. Os tratamentos terciários que utilizam sistemas biológicos têm baixo custo de investimento e a dependência de variáveis ambientais é mínima. Neste trabalho, é demonstrado que essas algas filamentosas reduzem a carga nutricional de nitrato (circa 75%) e fosfato (circa 86%) dos efluentes de resíduos orgânicos provenientes de fazendas de leite em nove dias de cultura e tem a vantagem de que as algas podem ser facilmente coletadas posteriormente. Atualmente, as águas residuais orgânicas são descartadas nos campos e córregos locais. Posteriormente, as algas podem ser consideradas como matéria prima, uma vez que possuem várias utilidades como composto, celulose e biogás. Uma desvantagem desse sistema é que água limpa deve ser usada para obter transparência de água suficiente para permitir o crescimento de algas. Mesmo assim, o sistema de redução de nutrientes dos efluentes orgânicos propostos e amigável ao ecossistema, comparado aos tratamentos terciários que utilizam produtos químicos para precipitar e coletar nutrientes como nitratos e fosfatos.

Wastewater use in agriculture and potential effects on meso and macrofauna soil / Utilização de efluentes na agricultura e potenciais efeitos na meso e macrofauna do solo

ABSTRACT: The use of wastewater in agriculture has been practiced on an increasing scale over the past decades because of its fertilizing potential and the reduction in demand for surface water and groundwater. However, this practice may bring harm when performed without planning, not respecting the capacity of the soil to recycle organic waste. The most common problems are contamination of surface and groundwater via leaching and runoff, as well as accumulation of nutrients and potentially polluting elements that compromise chemical, physical and biological characteristics of the soil. The biological compartment, represented by the micro, meso and macrofauna, plays an important role in nutrient cycling, decomposition of organic matter, particle movement and transport of materials at different depths, helping to maintain soil physical and chemical characteristics. In this sense, this paper aims to discuss the effect of using different kinds of wastewater in agriculture on soil biology, highlighting strengths and weaknesses, as well as emphasizing the need to conduct investigations that enhance the positive aspects of wastewater use associated with edaphic processes.

RESUMO: O uso de efluentes na agricultura vem sendo praticado em escala crescente ao longo das últimas décadas em virtude de seu potencial fertilizante e da redução na demanda de águas superficiais e subterrâneas. No entanto, tal prática pode trazer prejuízos quando realizada sem planejamento, não respeitando a capacidade de suporte do solo para a reciclagem de resíduos orgânicos. Os problemas mais comuns são a contaminação de águas superficiais e subterrâneas, via lixiviação e escoamento superficial, bem como o acúmulo de nutrientes e elementos potencialmente poluentes que comprometem as características químicas, físicas e biológicas do solo. O compartimento biológico, representado pela micro, meso e macrofauna, desempenha importante papel na ciclagem de nutrientes, decomposição da matéria orgânica, movimentação das partículas e transporte de materiais em diferentes profundidades, contribuindo para a manutenção das características físicas e químicas do solo. Nesse sentido, o presente trabalho tem por objetivo discutir o efeito do uso de diferentes efluentes na agricultura sobre a biologia do solo, destacando aspectos positivos e negativos, bem como enfatizar a necessidade de conduzir investigações que potencializem os aspectos positivos do uso de efluentes associados aos processos edáficos.

Reaproveitamento do concentrado gerado por sistema de tratamento de água por osmose reversa em uma clínica de hemodiálise / Reuse of concentrate generated from hemodialysis clinic water treatment reverse osmosis

RESUMO: O principal tratamento à doença renal crônica no Brasil, segundo o Censo Brasileiro de Nefrologia de 2013, é a hemodiálise, para a qual é necessária a utilização de água purificada em acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) e com os padrões internacionais do FDA, Food and Drugs Adminstration e da Association for Advancement of Medicine Instrumentation (AAMI). Para atender aos parâmetros estabelecidos, utiliza-se processo de purificação por osmose reversa (OR), onde ocorre a separação do afluente, através da membrana semipermeável, restando de um lado a água purificada e do outro lado o concentrado. O presente estudo visa abordar a viabilidade qualitativa e quantitativa do reaproveitamento deste concentrado, através de estudo de caso em unidade de OR instalada em uma clínica de hemodiálise na cidade de Curitiba. Foi realizada a avaliação experimental, através de análises físico-químicas e microbiológicas do concentrado, buscando atender as quatro classes de reuso sugeridas pela ABNT NBR 13969/97. Também foram analisados os parâmetros amônia, cloreto, cloro residual livre, dureza e ferro totais, fluoreto, nitratos, nitritos, sulfatos, sólidos totais dissolvidos e coliformes totais e comparados com o padrão de potabilidade. O volume de concentrado foi medido através do uso de hidrômetros em pontos estratégicos. Observou-se que a clínica reaproveita cerca de 23% do concentrado. Os resultados obtidos atendem às quatro classes de reuso, porém deve-se observar o parâmetro fluoreto cujo valor mostrou-se igual ao limite imposto pela norma de água potável.

ABSTRACT: According to the 2013 Brazilian Nephrology Census, the main chronic kidney disease treatment in Brazil is the hemodialysis, for which the use of purified water is needed according to the Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), the international standards from Food and Drug Administrations (FDA) and the Association for Advancement of Medicine Instrumentation (AAMI). The reverse osmosis process (RO) is used to achieve the established parameters where the feed is separated through a semipermeable membrane resulting in purified water in one side and the concentrate in the other one. The present study aims to evaluate the quantitative and the qualitative viability of reusing this concentrate through a case study in a Hemodialysis Clinic RO unit in the City of Curitiba. An experimental evaluation was carried out using the physical, chemical and microbiological analysis of the concentrate seeking to meet the four reuse classes according to ABNT NBR 13969/97. Also, the following parameters were analyzed according to the drinking pattern: ammonia, chloride, free chlorine, total hardness, total iron, fluoride, nitrates, nitrites, sulfates, total dissolved solids and total coliforms. The concentrate volume was measured through hydrometers at strategic points. A concentrate reuse of about 23% by the clinic was observed. The achieved results meet the four classes of reuse, but it was observed that the fluoride parameter result was equal to the drinking water standard limit.

Nanocristales para degradación de un colorante contaminante / Nanocrystals for the degradation of a pollutant dye / Nanocristais para a degradação de um corante poluente

La fotoestabilidad de nanocristales (NCs) del grupo E-VI, como CdSe se aprovecha en procesos de fotocatálisis. Sin embargo, el contenido de metales tóxicos limita su aplicación en el ambiente en la remediación de residuos de las industrias textiles, de pieles y de papel. Se comparó la acción catalítica de CdS y ZnS, estabilizadas con dodecil sulfato de sodio y ácido etilendiaminotetraacético, respectivamente, para el tratamiento fotocatalítico del colorante azul de metileno (AM) con radiación UV. Las dos clases de NCs presentaron bandas de absorción desplazadas hacia 500 nm y bandas de emisión fluorescente a 430-440 nm. Estas características ópticas se atribuyen al tamaño (20-50 y 100-150 nm), confirmado por microscopía electrónica. La degradación del AM por NCs alcanzó rendimientos del 92% y 77% para ZnS y CdS respectivamente, mediante la producción fotocatalítica de radicales hidroxilos capaces de participar en procesos redox. En conclusión, NCs se aprecian como catalizadores eficientes para la remediación de AM, un colorante aromático heterocíclico de amplio uso industrial.

The photo-stability of nanocrystals (NCs) in II-VI group such as CdSe is used for photo-catalytic processes. The presence of toxic metals limits their implementation in environmental applications such as synthetic dyes treatment, which are found in textile, leather, and paper industries. NCs ZnS and CdS, stabilized in the presence of ethylendiaminetetraacetic acid and sodium dodecyl sulfate, respectively, were compared in the photo-catalytic treatment of methylene blue (MB), under UV light. The two kinds of NCs showed absorption bands displaced towards 500 nm and fluorescent emission bands around 430 nm. These optical properties are attributed to nano size as observed by scanning electron microscopy (20-50 and 100-150 nm). MB degradation by NCs reached yields up to 92% and 77% for ZnS and CdS, respectively, due to the photo-catalytic production of hydroxyl radicals capable of participating in redox processes. In conclusion, NCs catalyzed the remediation of MB, a heterocyclic aromatic dye of broad industrial use.

A fotoestabilidade do nanomateriais (NCs) do grupo II-VI como CdSe é usada em processos de fotocatálise. Mas a presença de metais tóxicos limita sua implementação no ambiente para remediar os residuos das industrias têxteis, de couro e de papel. Foi comparada a ação catalítica de ZnS e CdS, estabilizados na presenca de dodecil sulfato de sódio e ácido etilenodiamino tetra-acético, respectivamente, para o tratamento fotocatalítico de azul de metileno (AM) com radiação UV. Os dois tipos de NCs mostraram bandas de absorção perto de 500 nm e bandas de emissao fluorescente a 430-440 nm Estas propriedades ópticas são atribuídas ao tamanho (20-50 y 100-150 nm) confirmado por microscopia electrónica A degradação do AM por NCs alcancou rendimentos de 92% e 77% para ZnS e CdS respectivamente, através da produção fotocatalítica de radicais hidroxilo capazes de participar em processos redox Em conclusão NCs são vistos como catalisadores eficientes para a remediação de AM, um corante de amplia utilização industrial.

Teores de proteínas e lipídeos de Chlorella sp. cultivada em concentrado de dessalinização residual / Protein and lipid contents from Chlorella sp. Cultivated in residual concentrated desalination

A dessalinização é um método de obtenção de água potável limitado pelos problemas ambientais, causados pelo resíduo gerado em seu processo. O objetivo deste estudo foi avaliar o cultivo de Chlorella sp., em meio de cultura a base de concentrado de dessalinização, e determinar os teores de proteínas e lipídeos ao longo dos ciclos de cultivo. Os cultivos foram desenvolvidos em fotobiorreatores cônicos invertidos (4L) e mantidos durante 28 dias resultando em quatro ciclos de cultivo. Para cada ciclo de cultivo, os valores de biomassa (peso seco, g L-1) resultaram em 1º ciclo, 1,55; 2º ciclo, 0,96; 3º ciclo, 0,62, e 4º ciclo em 0,42. Os teores de proteínas e lipídeos variaram entre 45,2 a 48,8% e 8,5 a 11,4%, respectivamente. O primeiro ciclo de cultivo apresentou a maior produtividade em biomassa (PB = 200 mg L-1 dia-1) e produtividade lipídica (PL = 19,6 mg L-1 dia-1), bem como o maior teor de proteínas (48,8%). O maior teor de lipídeos (11,4%) foi obtido no segundo ciclo de cultivo. Foi observado, nos quatro ciclos de cultivo, que a produtividade em biomassa está diretamente correlacionada com a produtividade lipídica, indicando que quanto maior a PB maior será a PL. Os resultados da cultura de Chlorella sp. demonstraram que é possível utilizar o concentrado de dessalinização residual como meio de cultura alternativo e obter biomassa ao longo de quatro ciclos de cultivo, sem comprometer os teores de proteínas e lipídeos na célula microalgal.

Desalination process is a method of obtaining potable drinking water which is limited by environmental problems caused by the waste generated in the process. The aim of this study was to evaluate the cultivation of Chlorella sp. in a culture medium based on residual concentrated desalination and determines the protein and lipid contents along the cultivation cycles. The cultures were developed in a reverse conical photobioreactors (4L) during 28 days resulting in four cultivation cycles. For each cultivation cycle, the value of biomass (dry weight g L-1) resulted: 1st cycle, 1.55 g; 2nd cycle, 0.96; 3rd cycle, 0.62 and 4th cycle, 0.42. The protein and lipid levels ranged from 45.2 to 48.8% and 8.5 to 11.4%, respectively. The first cultivation cycle showed the highest biomass productivity (PB = 200 mg L-1 dia-1) and lipid productivity (PL = 19.6 mg L-1 dia-1), as well as the highest protein content (48.8%). The highest lipid content (11.4%) was observed on second cultivation cycle. It was observed during the four cultivation cycles that the biomass productivity is directly correlated to lipid productivity, indicating that higher PB higher will be PL. The results from this study showed that it is possible to growth Chlorella sp. in a culture medium based on residual concentrated desalination for biomass production along the four cultivation cycles and also, without compromise the protein and lipid contents into the microalgal cell.

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.

Environmental contamination by fluoroquinolones

Over the past few decades, a high number of pharmaceuticals have been detected in surface, ground and drinking waters. This contamination comes from domestic sewage, livestock, hospitals and chemical-pharmaceutical industries. Typical examples of these pollutants are the fluoroquinolones - powerful antibiotics used in human and veterinary medicine. The presence of fluoroquinolones in the environment can pose a serious threat to the ecosystem and to human health due to their high consumption globally: in 1998, around 120 tons were produced. Even at low environmental concentrations, antibiotics stimulate bacterial resistance. The consequences of the presence of fluoroquinolones in the environment are not fully understood, but are known to be toxic to plants and aquatic organisms. Approximately 85% of the fluoroquinolones present in influents can be removed by conventional wastewater treatment plants, but the removed fraction is frequently accumulated in the sludge, which is sometimes used as fertilizer, representing an additional input route into the environment. The removal of fluoroquinolones by biological treatment is ineffective, and it is believed that only advanced oxidation technologies are able to destroy these emerging pollutants.

Nas últimas décadas, um grande número de fármacos tem sido identificado em águas superficiais, subterrâneas e potáveis. Tal contaminação advém do esgoto doméstico, hospitais, criação de animais e das indústrias químico-farmacêuticas. Exemplos típicos desses poluentes são as fluoroquinolonas – potentes antibióticos empregados na medicina humana e veterinária. A presença de fluoroquinolonas no meio ambiente pode representar uma séria ameaça para o ecossistema e para a saúde humana devido ao alto consumo mundial: em 1998 foram produzidas, aproximadamente, 120 toneladas. Mesmo em baixas concentrações, antibióticos podem estimular a resistência bacteriana. As consequências da presença de fluoroquinolonas no ambiente não são completamente compreendidas, mas sabe-se que são tóxicas para plantas e organismos aquáticos. Aproximadamente 85% das fluoroquinolonas presentes em efluentes podem ser removidos em estações de tratamento de efluentes convencionais, porém a fração removida é frequentemente acumulada no lodo, muitas vezes usado como fertilizante, o que representa uma rota adicional de entrada desses compostos no ambiente. A remoção de fluoroquinolonas por meio de tratamento biológico não é eficiente, e acredita-se que somente as tecnologias de oxidação avançada sejam capazes de degradar esses poluentes emergentes.

Efeito do dióxido de titânio na decomposição fotocatalítica de substâncias persistentes no ambiente: corantes têxteis e interferentes endócrinos / Effect of titanium dioxide in the photocatalytic decomposition of persistent chemicals in the environment: textiles and dyes endocrine interfering

O objetivo do presente trabalho foi estudar a degradação fotocatalítica de três corantes e um interferente endócrino mediado pelo dióxido de titânio (TiO2). Foi estudada a degradação fotocatalítica de dois azo corantes comerciais, respectivamente o C.I Reactive Black 5 e o C.I Reactive Red 239. Para esse estudo foi utilizado o TiO2 P25 Evonik como catalisador e os experimentos foram realizados em solução aquosa com reator artificial equipado com lâmpada de vapor de mercúrio 125W. Nesse estudo,foram avaliados os seguintes parâmetros: concentração de TiO2, tempo de irradiação, pH, concentração inicial de corante, presença de diferentes concentrações de peróxido de hidrogênio e degradação em sistema bi-compartimental para os dois azo corantes. O outro corante estudado foi o Índigo Carmine (IC). Primeiramente foi investigada a descoloração do corante em efluente modelo usando processo físico e químico para sua remoção. Os experimentos de descoloração do efluente contendo o corante IC foram realizados usando carvão ativado no escuro e com irradiação. Além disso, o efeito do carvão ativado / TiO2 / UV foi avaliado pelo mesmo sistema. Os parâmetros da degradação do IC foram realizados, seguindo: concentração de TiO2, pH, concentração inicial de corante, presença de ânions inorgânicos, temperatura, concentração de peróxido de hidrogênio. A eficiência de três diferentes reatores (Reator 1 – reator do tipo batch com lâmpada vapor de mercúrio 125W; Reator 2 – reator do tipo batch equipado com 4 lâmpadas daylight 20W; Reator 3 – reator tubular de fluxo contínuo equipado com uma lâmpada daylight 20W) e reator batch com luz solar foram avaliados para degradação do IC.Além disso, otimizados experimentos foram realizados em planta piloto com compound parabolic collector reatores (CPC) na Plataforma Solar de Almería, Espanha, com TiO2 em suspensão e suportado. O IC foi estudado em diferentes tipos de águas, sendo elas: água destilada, água sintética moderadamente dura, água sintética e real de estação de tratamento de água residuária (ETAR). Testes ecotoxicológicos para o IC foram realizados em dois diferentes níveis tróficos de cadeia alimentar (Daphnia similis e Pseudokirchneriella subcapitata) e testes com minhocas Eisenia andrei. A degradação fotocatalítica do Bisfenol A (BPA) em diferentes tipos de águas na presença de TiO2 foi feita sob diferentes condições. O TiO2 em suspensão foi utilizado para comparar a eficiência da degradação do BPA (...) em batch e CPC reatores. O TiO2 foi suportado em esferas de vidro pelo método sol-gel e usado em reatores solares CPC em escala piloto para degradação do BPA (...) A influência das espécies reativas (...) foi avaliada. Testes ecotoxicológicos com minhocas Eisenia andrei também foram realizados para o BPA e seus produtos de degradação.

Recovery of gastrointestinal swine parasites in anaerobic biodigester systems / Recuperação de parasitas gastrintestinais de suínos em biodigestores anaeróbicos

Solid and liquid wastes from livestock operations represent important challenges for animal production regarding their impact in the environment and public health. Parasitological tests performed on 80 samples of affluent and effluent waters from three anaerobic biodigestors with flexible structure from swine farms of Caldas - Colombia, showed the presence of Isospora suis (45%), Eimeria suis (42.5%), E. espinosa (35%), Strongyloides ransomi (28.8%), E. perminuta (12.5%), E. cerdonis (3.8%), and E. porci (2.5%). The additional finding of eggs of Taenia spp. in 10% of the samples was probably caused by a connection between the human sewage system and the biodigester. Although we observed a mean decrease of 65.6% of parasites, these levels were insufficient to meet the minimum requirement set by Engelberg's guidelines regarding water quality. This study demonstrates the serious environmental impact that an inadequately treated animal wastewater represents, and has important implications for water resources and human health.

Resíduos sólidos e líquidos oriundos da suinocultura representam desafios importantes para a produção animal no que diz respeito ao impacto do meio ambiente e em saúde pública. Testes parasitológicos foram realizados em 80 amostras de águas afluentes e efluentes de três biodigestores anaeróbicos com estrutura flexível em granjas de Caldas - Colômbia, demonstrando a presença de Isospora suis (45%), Eimeria suis (42,5%), E. espinosa (35%), Strongyloides ransomi (28,8%), E. perminuta (12,5%), E. cerdonis (3,8%) e E. porci (2,5%). A constatação adicional de ovos de Taenia spp. em 10% das amostras foi provavelmente causada pela conexão entre o sistema de esgoto humano e o biodigestor. Embora fosse observada uma diminuição média de 65,6% dos parasitas, estes níveis são insuficientes para atender ao requisito mínimo estabelecido pelas diretrizes Engelberg em relação à qualidade da água. Este estudo demonstra o grave impacto ambiental que águas residuais animais inadequadamente tratadas representam, bem como as implicações nos recursos hídricos e na saúde humana.

Avaliação do sistema de cultivo integrado, a partir da reciclagem de águas residuais submetidas a tratamento primário: pesquisa de espécies dos gêneros Salmonella, Shigella, Vibrio e Aeromonas / Assessment of integrated aquaculture system from the recycling of wastewater undergoing primary treatment: search of species of Salmonella, Schigella, Vibrio and Aeromonas

Para avaliar um sistema integrado de agrucultura foram realizadas análises microbiológicas da água utilizada neste sistema e determinada a incidência e resistência antimicrobiana dos enteropatógenos no ecossistema relacionado. As amostras de água testadas apresentaram 32,9% de taxas de coliformes fecais (<- 1.600/100mL), de acordo com a OMS para piscicultura em águas residuais. Salmonella spp. foram detectadas em 14,5% das amostras. De um total de 33 cepas, 15,1% eram resistentes a um ou dois antimicrobianos testados e resistência a múltiplas drogas não foi observada. Aeromonas spp. foram identificadas em 91,6% das amostras. De um total de 416 cepas, resistência a uma classe de antimicrobianos foi observada em 66,3% e a multirresistência às drogas em 37,7%. Na avaliação da virulência dos isolados de Aeromonas hydrophila, 85,3% das cepas apresentaram Beta-hemólise nos três diferentes tipos de eritrócitos empregados e 99,1% nos eritrócitos de coelho e cavalo, sendo possível a caracterização através da PCR do gene aerA e lip, em 100% das amostras. Os resultados obtidos apontam para a relevância quanto às vantagens da implementação de um sistema integrado, disponibilizando alimentos com custo reduzido, porém este sistema necessita de um controle rígido e efetivo para que estes produtos não constituam veículos para a disseminação de doenças.

To evaluate an integrated aquaculture system, microbiological analyses of water used in this system were carried out and the incidence and antimicrobial resistance of enteropathogens were determined in the related ecosystem. Water samples tested had 32.9% of fecal coliforms rates (<-1600/100mL) in accordance with WHO for psiculture in wastewater. Salmonella spp. were detected in 14.5% of the samples. From a total of 33 strains, 15.1% were resistant to one or two antimicrobial drugs tested and multidrug-resistance was not observed. Aeromonas spp. were identified in 91.6% of the samples. From a total of 416 strains, resistance to one antimicrobial class was observed in 66.3% and multidrug-resistance in 37.7%. In relation to virulence factors of Aeromonas hydrophila, 85.3% of the strains showed beta-hemolysis in three different types of erythrocytes and 99.1% in horse and rabbit erythrocytes. It was possible to characterize by PCR assay, the genes aerA and lip in 100% of the strains. The results indicate the relevance of the benefits of implementing an integrated system, providing food with reduced cost, but this system requires a strict and effective control so that these products do not constitute a vehicle for the spread of disease.