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Tipo: Dissertação
Título: Potencial de cianobactérias para a biorremediação de águas e solos contaminados por arsênio
Título(s) alternativo(s): Potential of cyanobacteria for bioremediation of arsenic- contaminated water and soil
Autor(es): Souza, Eliane Aparecida de
Primeiro Orientador: Euclydes, Rosane Maria de Aguiar
Primeiro coorientador: Oliveira, Juraci Alves de
Segundo coorientador: Loureiro, Marcelo Ehlers
Primeiro avaliador: Mello, Jaime Wilson Vargas de
Segundo avaliador: Nascimento, Antonio Galvão do
Terceiro avaliador: Ribas, Rogério Ferreira
Abstract: A contaminação de ambientes por arsênio (As) é uma ameaça cada vez mais presente nos ecossistemas aquáticos, especialmente aqueles próximos às áreas de mineração. Utilizando a capacidade de alguns microrganismos para tolerar e, ou, absorver contaminantes, muitos pesquisadores têm-se preocupado com esse problema. Estudos de técnicas de biorremediação utilizando microrganismos, entre estes as cianobactérias, consistem em remover íons tóxicos do ambiente com o auxílio de organismos vivos. Este estudo teve como finalidade investigar o efeito do As em culturas de unicianobactérias: Nostoc piscinale e Geitlerinema unigranulatum, por meio da avaliação do crescimento, absorção e efeitos tóxicos. O padrão de crescimento foi monitorado por meio da avaliação da produção de biomassa, utilizando-se a densidade ótica (DO750 nm) e a contagem do número de células mL-1, associado às determinações da concentração de proteína e tióis totais não protéicos e dos teores de Clorofila a (Chl a). Foram feitas também as análises das alterações morfológicas das células. As concentrações de As utilizadas foram de 0,0; 5,0; 50,0; 100,0; 150,0; 200,0; e 250,0 mg L-1, na forma de arseniato de sódio (Na2HAsO4 . 7H2O), sendo as análises realizadas após 10 dias de exposição. Os dados foram submetidos à análise de variância fatorial (ANOVA p < 0,05) e, quando necessário, ao Teste de Comparação de Médias de Tukey (p < 0,05). As cianobactérias apresentaram comportamento diferenciado quanto à tolerância ao As, cuja absorção foi proporcional ao aumento da concentração do metalóide no meio de cultura. N. piscinale atingiu o pico máximo de absorção no tratamento de 150 mg L-1, alcançando uma concentração de As equivalente 20,58 g-1 kg na biomassa seca. Em G. unigranulatum, o maior acúmulo de As ocorreu na dose de 200 mg L-1, atingindo a concentração de 6,83 g-1 kg na biomassa seca. O teor de proteínas em N. piscinale teve seu platô máximo de 781,19 µg mL-1 na concentração de As de 50 mg L-1, correspondendo a aproximadamente 12% mais que o controle. Na dose de 100 mg L-1, G. unigranulatum produziu 30.737,28 µg mL-1 de proteína, o equivalente a 42% a mais em relação ao controle. Em tióis totais não-protéicos, a maior concentração produzida em N. piscinale foi de 0,0587 nmol g- 1 e, em G. unigranulatum, foi de 0,0533 nmol g-1, na dose correspondente a 150 mg L-1 de As. Os teores mais elevados de Chl a foram observados no controle, tanto em N. piscinale (2,66 µg ml-1 de Chl a) quanto em G. unigranulatum (4,25 µg ml-1 de Chl a). Nos demais tratamentos ocorreu redução na produção de Chl a. As alterações morfológicas e visuais da toxicidade do As foram bem evidentes em N. piscinale, enquanto em G. unigranulatum não foram identificadas alterações tão significativas entre tratamento e controle. Os resultados indicaram que N. piscinale e G. unigranulatum podem ser potenciais alternativas em futuros estudos de biorremediação de ambientes impactados por As.
Environmental contamination by arsenic (As) is an increasingly present threat to aquatic ecosystems, in particular to those, which are close to mining areas. A number of researchers have been using the capacity of some microorganisms to tolerate and/or absorb contaminant ions from the polluted environments. Bioremediation techniques using microorganisms, such as cyanobacteria, consist on removing toxic ions from the environment using living organisms. The aim of this study was to evaluate the effect of As on the growth, absorption and toxic effects of Nostoc piscinale and Geitlerinema unigranulatum unicyanobacterial cultures. The growth was monitored by biomass content, using optical density (OD750nm) and cell number count (mL-1) associated with protein, total non protein thiols and chlorophyll a (Chl a). Morphological alterations on vegetative cells were also analyzed. Arsenic concentrations in the experiments were equivalent to: 0; 5; 50; 100; 150; 200; and 250 mg L-1 , in the form of sodium arsenate (Na2HAsO4. 7H2O). The analyses were carried out during 10 days. Data were examined by factorial analysis of variance (ANOVA p <0.05) and, when necessary, by Tukey's multiple comparison test (p <0.05). Both cyanobacteria N. piscinale and G. unigranulatum showed different behavior regard to As tolerance. The absorption was proportional to the increase of As concentration in the culture medium. Nostoc piscinale reached the maximum absorption peak at 150 mg L-1 As (As accumulation equal to 20.58 kg g-1 in the dry biomass). For G. unigranulatum, the largest As accumulation was 200 mg L-1 kg g-1, reaching 6.83 kg g-1 in the dry biomass. Maximum protein content determined in N. piscinale was 781.19 µg mL-1 when As concentration was 50 mg L-1 of As, approximately 12% higher than the control treatment. At 100 mg L-1 of As, G. unigranulatum produced 30,737.28µg mL-1 of protein, 42% higher than the control. The highest concentration of total non-protein thiols produced by N. piscinale was 0.0587 nmol g-1 and in G. unigranulatum was 0.0533 nmol g-1, both concentration was obtained at 150 mg L-1 of As. The highest Chl a contents was found in the control treatment, both for N. piscinale and equivalent to 2.66 µg ml-1 of Chl a. For G. unigranulatum the value was 4.25 µg ml-1 of Chl a. There was a reduction in Chl a content between treatments. Morphological and visual alterations were registered. It shows that As toxicity caused evident morphological alterations in vegetative cells of N. piscinale, whereas in G. unigranulatum no such significant changes were noticed between treatments and control. The results indicated that N. piscinale and G. unigranulatum could be indicated and used as potential alternatives for bioremediation of As impacted environments, in future laboratory experiments.
Palavras-chave: Cianobactérias
Arsênio
Biorremediação
Cyanobacteria
Arsenic
Bioremediation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Botânica estrutural; Ecologia e Sistemática
Programa: Mestrado em Botânica
Citação: SOUZA, Eliane Aparecida de. Potential of cyanobacteria for bioremediation of arsenic- contaminated water and soil. 2007. 72 f. Dissertação (Mestrado em Botânica estrutural; Ecologia e Sistemática) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2007.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/2500
Data do documento: 20-Set-2007
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