Efficacy of fungal decolorization of a mixture of dyes belonging to different classes

Dyes are the most difficult constituents to remove by conventional biological wastewater treatment. Colored wastewater is mainly eliminated by physical and chemical procedures, which are very expensive and have drawbacks. Therefore, the advantage of using biological processes, such as the biotransformation of dyes, is that they may lead to complete mineralization or formation of less toxic products. To prove the possibility of using fungal processes for decolorization and other applications, the analysis of the toxicity of the processes' products is required. The decolorization of the mixture of two dyes from different classes - triphenylmethane brilliant green and azo Evans blue (GB - total concentration 0.08 g/L, proportion 1:1 w/w) - by Pleurotus ostreatus (BWPH and MB), Gloeophyllum odoratum (DCa), RWP17 (Polyporus picipes) and Fusarium oxysporum (G1) was studied. Zootoxicity (Daphnia magna) and phytotoxicity (Lemna minor) changes were estimated at the end of the experiment. The mixture of dyes was significantly removed by all the strains that were tested with 96 h of experimental time. However, differences among strains from the same species (P. ostreatus) were noted. Shaking improved the efficacy and rate of the dye removal. In static samples, the removal of the mixture reached more than 51.9% and in shaken samples, more than 79.2%. Tests using the dead biomass of the fungi only adsorbed up to 37% of the dye mixture (strain BWPH), which suggests that the process with the living biomass involves the biotransformation of the dyes. The best results were reached for the MB strain, which removed 90% of the tested mixture under shaking conditions. Regardless of the efficacy of the dye removal, toxicity decreased from class V to class III in tests with D. magna. Tests with L. minor control samples were classified as class IV, and samples with certain strains were non-toxic. The highest phytotoxicity decrease was noted in shaken samples where the elimination of dye mixture was the best.

Toxicity effects of nickel electroplating effluents treated by photoelectrooxidation in the industries of the Sinos River Basin / Avaliação do efeito tóxico de efluentes oriundos da indústria galvânica na região da Bacia do Rio dos Sinos após o tratamento pelo processo de fotoeletrooxidação

The Sinos river Basin is an industrial region with many tanneries and electroplating plants in southern Brazil. The wastewater generated by electroplating contains high loads of salts and metals that have to be treated before discharge. After conventional treatment, this study applied an advanced oxidative process to degrade organic additives in the electroplating bright nickel baths effluent. Synthetic rinsing water was submitted to physical-chemical coagulation for nickel removal. The sample was submitted to ecotoxicity tests, and the effluent was treated by photoelectrooxidation (PEO). The effects of current density and treatment time were evaluated. The concentration of total organic carbon (TOC) was 38% lower. The toxicity tests of the effluent treated using PEO revealed that the organic additives were partially degraded and the concentration that is toxic for test organisms was reduced.

A Bacia do Rio dos Sinos é uma região do Sul do Brasil que sedia um importante pólo da indústria coureiro-calçadista incluindo, desde o beneficiamento das peles, em curtumes, à fabricação dos acessórios, em indústrias metalúrgicas e de galvanoplastia. O efluente gerado por processos galvânicos contém carga elevada de sais e metais que devem ser tratados antes do descarte. Neste artigo foi avaliada a aplicação de um processo oxidativo avançado após o tratamento convencional do efluente, visando degradar os aditivos orgânicos presentes nos efluentes dos banhos de eletrodeposição de níquel brilhante. Um efluente sintético foi tratado pelo processo físico-químico de coagulação para a remoção do níquel. A amostra foi, então, submetida a testes de ecotoxicidade e, em seguida, o efluente foi tratado pelo processo de fotoeletrooxidação (FEO). A influência da densidade de corrente e o tempo de tratamento foram avaliados. Foi verificada uma redução de carbono orgânico total superior a 38%. Os ensaios de ecotoxicidade para o efluente tratado por fotoeletroxidação indicaram que a FEO degradou parcialmente os aditivos orgânicos e reduziu a concentração que provoca efeitos tóxicos para os organismos teste.

Effects of Cylindrospermopsis raciborskii strains (Woloszynska, 1912) Senayya & Subba Raju on the mobility of Daphnia laevis (Cladocera, Daphniidae) / Efeitos de cepas de Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska, 1912), Senayya & Subba Raju na mobilidade de Daphnia laevis (Cladocera, Daphniidae)

Cylindrospermopsis raciborskii is a cyanobacterium distributed worldwide that is known to produce cyanotoxins. Some of the Brazilian strains can produce saxitoxins (STXs), which are classified as neurotoxins and can paralyze cladocerans .Daphnia laevis is a cladoceran with a wide distribution in the Americas and has been studied as a possible test-organism in toxicity bioassays. The present work tested the acute effect on D laevis mobility when fed a saxitoxin-producing (STX and neoSTX) C. raciborskii strain, CYRF-01, and compared the results with the effects of a non-toxic strain (NPCS-1). Neonates (6-24 hours after birth) were exposed to concentrations of C. raciborskii varying from 102 to 106 cells·mL–1 of each strain for up to three hours. The cladocerans were then transferred to a medium without toxic filaments for 24 hours. Only the organisms exposed to the STX-producing strain showed signs of the immobilization of swimming movements, confirming the effects of the toxins. There was a linear correlation between the time required to induce stopping the swimming movement, with a shorter time to needed to induce immobilization at a higher the concentration; this correlation was inverse to the time required to recover the swimming movements (longer at higher concentrations, p < 0.1). D. laevis is a tropical and subtropical species with great potential for use in toxicity tests for the detection of STXs, despite being native to and found in a great array of freshwater bodies. This is the first assay testing STX-producing and non-producing C. raciborskii strains on D. laevis, species that are both found in Brazilian ecosystems.

Cylindrospermopsis raciborskii é uma espécie de cianobactéria, difundida mundialmente, conhecida como produtora de cianotoxinas. Algumas linhagens brasileiras são conhecidas como produtoras de saxitoxinas (STXs), as quais são classificadas como neurotoxinas e podem induzir a paralização dos movimentos natatórios em cladóceros. Daphnia laevis é um cladócero de ampla distribuição nas Américas e tem sido estudado como um organismo teste para uso em ensaios de toxicidade. Neste sentido, o presente trabalho avaliou os efeitos agudos de C. raciborskii, de uma cepa produtora de STXs (STX e neoSTX) - CYRF-01 e outra não produtora de cianotoxinas (NPCS-1) sobre a mobilidade de D. laevis. Para tanto, neonatas entre 6-24 horas de idade foram submetidas a concentrações de C. raciborskii variando de 102 a 106 céls.mL–1 de ambas as cepas, por um período de 3 horas, e transferidos posteriormente para um meio isento de filamentos tóxicos por 24horas. Apenas os organismos expostos à cepa produtora de STXs apresentaram paralisia dos movimentos natatórios, confirmando o efeito da cianotoxina. Houve uma correlação linear entre o tempo de paralização e as concentrações, isto é, nas concentrações mais altas, os organismos paralisaram num curto período de tempo, e conseqüentemente, levaram mais tempo para se recuperar (p < 0,1). D.laevis é uma espécie de região tropical e subtropical com potencial uso em bioensaios para detecção de STXs. Trata-se dos primeiros relatos acerca da resposta de D.laevis quando submetida às cepas de C. raciborskii produtora e não produtora de STXs, ambas isoladas de ecossistemas brasileiros.

Larvicidal activity of the water extract of Moringa oleifera seeds against Aedes aegypti and its toxicity upon laboratory animals

In this work, biological effects of the water extract of Moringa oleifera seeds (WEMOS) were assessed on eggs and 3rd instar larvae of Aedes aegypti and on its toxicity upon laboratory animals (Daphnia magna, mice and rats). Crude WEMOS showed a LC50 value of 1260µg/mL, causing 99.2 ± 2.9 percent larvae mortality within 24 h at 5200µg/mL, though this larvicidal activity has been lost completely at 80ºC/10 min. WEMOS did not demonstrate capacity to prevent egg hatching. After extensive dialyses of the crude WEMOS into watersoluble dialyzable (DF) and nondyalizable (NDF) fractions, only DF maintained its efficacy to kill larvae. Acute toxicity evaluations on daphnids (EC50 of 188.7µg/mL) and mice (LD50 of 446.5 mg/kg body weight) pointed out to low toxicity. Despite the thymus hypertrophy, WEMOS revealed to be harmless in orally and subacutelytreated rats. In conclusion, WEMOS has thermostable bioactive compounds against Ae. aegypti larvae with apparent molecular mass lower than 12 kDa and moderately toxic potential.

Neste trabalho, o extrato aquoso das sementes de Moringaoleifera (EASMO) foi avaliado quanto aos seus efeitos biológicos sobre ovos e larvas de Aedes aegypti no 3ºestágio de desenvolvimento e sua toxicidade sobre animais de laboratório(Daphnia magna, camundongos e ratos). O EASMO bruto revelou uma CL50 de 1.260 µg/mL, causando 99, 2 ± 2, 9 por cento de mortalidade em 24 h na concentração de 5.200 µg/mL, embora o mesmo não tenha sido capaz de impedir a eclosão dos ovos. A atividade larvicida extinguiu-se após aquecimento do extrato a 80ºC/10 min. Diálises sucessivas do EASMO bruto resultaram em duas frações solúveis em água (Fração dializável, FD; Fração nãodializável, FND), dentre as quais apenas a FD mostrou ação larvicida. Testes de toxicidade aguda realizadosem dáfnias (CE50 de 188, 7 µg/mL) e camundongos (DL50 de446,5 mg/kg de peso corpóreo) evidenciaram baixa toxicidade. Apesar da hipertrofia tímica, o EASMO mostrou ser atóxicoapós tratamento subagudo via oral em ratos. Conclui-se, portanto, que o EASMO apresenta substâncias com capacida de larvicida contra Ae. aegypti, as quais possuem massa molecular aparente menor que 12 kDa e potencial tóxico moderado.

Water quality and zooplankton composition in a receiving pond of the stormwater runoff from an urban catchment.

Six storm periods were monitored from November 2002 to September 2005 at two stations of a receiving pond of the stormwater runoff from a small urban catchment of the city of Santa Fe, Argentina. Weekly samples were taken before and after rain events under different conditions of temperature, pluvial precipitation, and duration of the previous dry period. A sampling station was established at the outlet of the catchment (S1) and another one near the outlet of the receiving pond (S2). Both stations differed significantly in their dissolved oxygen (DO) concentration, temperature, transparency, and zooplankton composition. The concentrations of nutrients and BOD5 values indicated permanently eutrophic condition at both stations. After rainstorms, the concentrations of lead, zinc and suspended solids showed a marked increase. The zooplankton composition at S1 was characterized by the abundance of protozoans (Dexiostoma campylum (Stokes) Didinium nasutum Muller, Plagyopila cf nasuta, and Bdelloidea rotifers (Philodina sp and Rotaria sp), while Monogononta rotifers and small cladocerans were dominant at S2. The most abundant species were the rotifers Platyias quadricornis (Ehrenberg), Mytilina ventralis (Ehrenberg) and Lepadella ovalis (Muller), and the cladoceran Chydorus pubescens Sars.

The influence of algal densities on the toxicity of chromium for Ceriodaphnia dubia Richard (Cladocera, Crustacea) / Influência de diferentes densidades algais sobre a toxicidade do cromo para Ceriodaphnia dubia Richard (Crustacea, Cladocera)

Food availability may affect metal toxicity for aquatic organisms. In the present study, the influence of high, medium and low densities of the algae Pseudokirchneriella subcapitata (10(6), 10(5) and 10(4) cells.mL-1, respectively) on the chronic toxicity of chromium to the cladoceran Ceriodaphnia dubia was investigated. C. dubia was exposed to a range of chromium concentration from 2.71 to 34.04 µg.L-1 and fed with algae at various densities. In another experiment, the green alga was exposed to chromium concentrations (94 to 774 µg.L-1) and supplied as food in different densities to zooplankton. The survival and reproduction of the cladoceran were measured in these toxicity tests. The IC50 for Cr to P. subcapitata and metal accumulated by algal cells were determined. The results of a bifactorial analysis (metal versus algal densities) showed that metal toxicity to zooplankton was dependent on algal densities. Significant toxic effects on the reproduction and survival of C. dubia were observed at 8.73, 18.22 and 34.04 µg.L-1 Cr when the test organisms were fed with 10(6) cells.mL-1 of P. subcapitata. Although the chlorophyta retain low chromium content, a decrease in the reproduction and survival of C. dubia occurred when they were fed with high algal density contaminated with 774 µg.L-1 Cr. It was concluded that high algal density have an appreciable influence on chromium toxicity to daphnids.

A disponibilidade de alimento pode afetar a toxicidade dos metais para os organismos aquáticos. No presente estudo, a influência de alta, média e baixa densidades da alga Pseudokirchneriella subcapitata (10(6), 10(5) e 10(4) céls.mL-1, respectivamente) sobre a toxicidade crônica do cromo para o cladócero Ceriodaphnia dubia foi investigada. C. dubia foi exposta a uma faixa de concentração de cromo de 2,71 a 34,04 µg.L-1 e alimentada com diferentes densidades algais. Em outro experimento, a alga foi exposta a concentrações de cromo (94 a 774 µg.L-1) e oferecida como alimento ao cladócero em diferentes densidades. A sobrevivência e a reprodução do cladócero foram medidas nesses testes de toxicidade. O valor da CI50 do cromo para P. subcapitata e a concentração de metal retido pelas células algais foram determinados. Os resultados da análise bifatorial (metal versus densidades algais) mostraram que a toxicidade do metal ao zooplâncton foi dependente da densidade algal. Efeitos tóxicos significativos na sobrevivência e reprodução de C. dubia foram observados a 8,73, 18,22 e 34,04 µg.L-1 Cr quando o organismo-teste foi alimentado com 10(6) céls.mL-1 de P. subcapitata. Apesar de a alga reter pouco cromo, decréscimo na sobrevivência e na reprodução de C. dubia ocorreu quando alimentada com alta densidade algal contaminada com 774 µg.L-1 Cr. Concluiu-se que alta densidade algal tem uma considerável influência na toxicidade do cromo aos dafinídeos.

Ecotoxicological assessment of water and sediment of the Corumbataí River, SP, Brazil

The Corumbataí River drains an economically important area which is mainly represented by the municipalities of Piracicaba and Rio Claro. In view of the impacts caused by the discharge of industrial waste and domestic sewage into the Piracicaba River, the Corumbataí has become increasingly significant as a source of water for the municipality of Piracicaba. However, chemical, physical, and microbiological analyses carried out prior to the present study had already indicated a decline in the quality of the Corumbataí waters. This study aimed to assess, through water and sediment samples, both acute and chronic toxicity to Daphnia magna and Daphnia similis, and to analyze acid-volatile sulfide (AVS) and simultaneously extracted metal (SEM) in the sediment. Resulting data were intended to be a contribution to future projects for the management and recuperation of this system. To that aim, water and sediment were collected at seven Corumbataí sampling stations in November 2003 and March 2004. Acute toxicity to D. similis was detected in water and sediment samples from the Piracicaba station, located at the mouth of the Corumbataí River. Chronic toxicity was identified in the water or sediment samples of all stations, with the exception of Analândia Montante (upstream), at the head of the river. This was found to affect survival, growth, and fecundity of the test-organisms. The AVS and SEM analyses showed the bioavailability of the metals, thus explaining toxicity found in bioassaying samples of water and sediment. The use of two test-organism species made it possible to obtain a better assessment of the condition of both water and sediment samples of the Corumbataí River.

O rio Corumbataí drena uma área de importância econômica representada principalmente pelos municípios de Piracicaba e Rio Claro. Face aos impactos causados pelos lançamentos de efluentes industriais e domésticos no rio Piracicaba, o rio Corumbataí assumiu importância para o abastecimento do município de Piracicaba. Entretanto, análises químicas, físicas e microbiológicas realizadas no rio Corumbataí anteriormente a este estudo, indicaram a queda da qualidade de suas águas. Os objetivos deste estudo foram a avaliação da toxicidade aguda e da toxicidade crônica das amostras de água e sedimento, para Daphnia magna e Daphnia similis, e a análise do sulfeto volatilizável por acidificação (SVA) e dos metais simultaneamente extraídos do sedimento (MSE), no sentido de fornecer dados que possam contribuir com projetos futuros de manejo e recuperação desse sistema. Para tanto, água e sedimento provenientes de sete estações de coleta do rio Corumbataí foram coletados em novembro de 2003 e março de 2004. Foi detectada toxicidade aguda para D. similis das amostras de água e sedimento da estação Piracicaba, na foz do rio Corumbataí. A toxicidade crônica foi identificada na água ou no sedimento de todas as estações de coleta, exceto Analândia Montante (nascente do rio), influenciando a sobrevivência, crescimento e fecundidade dos organismos-teste. As análises do SVA e MSE revelaram a biodisponibilidade dos metais, explicando a toxicidade das amostras de água e de sedimento encontrada nos bioensaios. A adoção de duas espécies de organismos-teste possibilitou uma melhor avaliação dos compartimentos amostrados.

Limnological and ecotoxicological studies in the cascade of reservoirs in the Tietê river (São Paulo, Brazil)

O presente trabalho visou avaliar a qualidade de amostras de água e sedimento dos reservatórios em cascata do rio Tietê (SP) através de análises limnológicas e ecotoxicológicas. Foram realizadas coletas de água e sedimento em dois períodos (fevereiro e julho de 2000) e em 15 estações de amostragem. Foram realizados bioensaios de toxicidade aguda para Daphnia similis, de toxicidade crônica para Ceriodaphnia dubia e para larvas pós-eclodidas de Danio rerio. Análises de nutrientes totais, material em suspensão total e cádmio, cromo, cobre e zinco foram realizadas para as amostras de água e análises de matéria orgânica, granulometria e metais biodisponíveis (cádmio, cromo, cobre e zinco) para o sedimento. Os resultados obtidos para as variáveis limnológicas, revelaram diferenças na qualidade da água, com elevado aporte de nutrientes e metais pelos rios Tietê e Piracicaba, além da incorporação, da sedimentação e da redução de materiais no reservatório de Barra Bonita, promovendo a melhoria da qualidade da água nos demais reservatórios. Os bioensaios revelaram toxicidade aguda para Daphnia similis somente nos reservatórios localizados à jusante da barragem de Barra Bonita, porém os bioensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia e com Danio rerio revelaram toxicidade decrescendo em magnitude de Barra Bonita à Três Irmãos, evidenciando um gradiente de degradação ambiental nos reservatórios.