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Tipo do documento: Tese
Título: Fatores determinantes da ocorrência e abundância de cianobactérias e produção de cianotoxinas em ecossistemas do semiárido
Autor: Mendes, Camila Ferreira
Primeiro orientador: Barbosa, José Etham de Lucena
Primeiro coorientador: Severiano, Juliana dos Santos
Primeiro membro da banca: Dantas, Ênio Wocyli
Segundo membro da banca: Chia, Mathias Ahii
Terceiro membro da banca: Mollozzi, Joseline
Quarto membro da banca: Ceballos, Beatriz Suzana Ovruski de
Resumo: As cianobactérias são organismos procariotos, que realizam fotossíntese, presentes nos mais diversos tipos de ambientes, sendo capazes de sobreviver sob uma gama de diferentes condições ambientais. Porém, algumas condições como altas temperaturas, elevadas concentrações de nutrientes, podem favorecer o seu desenvolvimento de tal forma que chegam a formar florações, trazendo consequências negativas tanto para o sistema, quanto implicações para saúde pública e ordem econômica. Tentando melhor entender a dinâmica das cianobactérias nos ecossistemas do semiárido, este trabalho de doutoramento está dividido em dois capítulos. O primeiro, tem por título: Efeitos da redução do volume hídrico sobre cianobactérias e cianotoxinas em reservatórios do semiárido impactados pela seca severa. Neste capítulo, o objetivo foi avaliar os efeitos da redução do volume hídrico sobre a composição e abundância das cianobactérias e a concentração das cianotoxinas em reservatórios do semiárido impactados pela seca severa. Foram realizadas sete amostragens em três reservatórios pertencentes a bacia do Rio Paraíba (Acauã, Boqueirão e Camalaú), compreendidas entre Julho de 2015 e Fevereiro de 2017. Foram coletados dados in situ (transparência, temperatura da água, pH, condutividade elétrica, turbidez, sólidos totais dissolvidos, oxigênio dissolvido e salinidade), bem como amostras para análise de nutrientes (amônia (N-NH4), nitrato (N-NH3), nitrito (N-NH2), nitrogênio total (TN), fósforo reativo solúvel (SRP) e fósforo total (PT)), cianobactérias e cianotoxinas (microcistinas totais, saxitoxinas totais e cilindrospermipsinas totais), em laboratório. A redução do volume hídrico modificou as características físicas e químicas dos reservatórios e consequentemente a composição e biomassa de cianobactérias. A temperatura da água nos reservatórios variou em torno de 25ºC, o pH foi alcalino e a concentração de nutrientes foi alta, com baixa razão N/P total e dissolvido. Na análise de regressão, o volume hídrico aparece como variável comum aos três reservatórios causando efeitos negativos e positivos sobre a biomassa de cianobactérias. Para os reservatórios Acauã e Camaláu é observada uma relação inversa e para o reservatório Boqueirão um efeito direto, assim, nos dois primeiros sistemas houve aumento da biomassa e no terceiro uma diminuição. Os reservatórios Boqueirão e Camalaú apresentaram mudanças na composição das espécies, mas para os três sistemas, destacam-se espécies filamentosas como Cylindrospermopsis raciborskii e Dolichospermum solitarium. As microcistinas e saxitoxinas totais foram detectadas nos reservatórios durante todo o período amostrado, com concentrações variando entre 2.09±0.06 e 4.80±1.2 µg L-1 e 0.65±0.40 e 1.42±0.30 µg L-1, respectivamente. As cilindrospermopsinas totais foram detectadas durante todos os meses amostrados no reservatório Acauã e os valores oscilaram entre 1.46±0.04 e 1.83±0.14 µg L-1. Nos reservatórios Boqueirão e Camalaú, as cilindrospermopsinas totais foram registradas apenas em Junho de 2016 (1.59±0.37 µg L-1) e Fevereiro de 2017 (2.80±1.12 µg L-1). As reduções de volume hídrico podem direcionar diferentes respostas quanto a composição e biomassa de cianobactérias, uma vez que as características físicas e químicas também respondem de maneira diferente a esta condição. A detecção de microcistina, saxitoxina e cilindrospermopsina geram alertas para contínuos monitoramentos, já que os sistemas são utilizados para abastecimento público e outros serviços como as piscicultura e recreação. O segundo capítulo tem como título: A transposição de um rio pode intensificar as florações de cianobactérias e a produção de cianotoxinas nos reservatórios receptores? Efeitos da conexão entre bacias hidrográficas na biomassa de cianobactérias e produção de cianotoxinas em reservatório receptor localizado na região Semiárida. E seu objetivo foi verificar os efeitos da conexão entre diferentes bacias hidrográficas (transposição do Rio São Francisco) na abundância da composição e biomassa de cianobactérias e na concentração de cianotoxinas em reservatório receptor do semiárido. Para isto foram realizadas 10 amostragens no reservatório Boqueirão, compreendidas entre Julho de 2015 e Fevereiro de 2017 (antes da transposição) e Junho de 2017 e Agosto de 2018 (após a transposição), em três pontos do reservatório. Foram coletados dados in situ (TºC, pH, condutividade elétrica, turbidez, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos e salinidade) e amostras de água da subsuperfície para análise de nutrientes (amônia, nitrito, nitrato, fósforo solúvel reativo e fósforo total), cianobactérias e cianotoxinas (microcistinas totais, saxitoxinas totais e cilindrospermopsinas totais). Houve diferença entre os períodos antes e após a chegada das águas da transposição no reservatório Boqueirão para algumas características, como redução do pH e da salinidade e aumentos nas concentrações de nutrientes. Além do aumento da biomassa de cianobactérias no período após a transposição, uma mudança na abundância da composição de espécies foi verificada, e as espécies C. raciborskii e Pseudoanabaena catenata aparecem como dominantes antes da transposição, ocorrendo uma substituição por D. circinalis no período após. As concentrações de microcistinas aumentaram, bem como houve a detecção de cilindrospermopsina, ambas coincidindo com o período após a transposição, que foi o de maior biomassa de cianobactérias.
Abstract: Cyanobacteria are prokaryotes, which perform photosynthesis, present in the most diverse types of environments, being able to survive under a range of different environmental conditions. However, some conditions such as high temperatures, high concentrations of nutrients, can favor their development in such a way that they even form blooms, bringing negative consequences for both the system and implications for public health and economic order. Trying to better understand the dynamics of cyanobacteria in semiarid ecosystems, this doctoral work is divided into two chapters. The first one is entitled: Effects of water volume reduction on cyanobacteria and cyanotoxins in semiarid reservoirs impacted by severe drought. In this chapter, the objective was to evaluate the effects of water volume reduction on the composition and abundance of cyanobacteria and the concentration of cyanotoxins in semiarid reservoirs impacted by severe drought. Seven samples were collected in three reservoirs from the Paraíba River Basin (Acauã, Boqueirão and Camalaú) between July 2015 and February 2017. In situ data were collected (transparency, water temperature, pH, electrical conductivity, turbidity, (N-NH4), Nitrite (N-NH3), total nitrogen (TN), soluble reactive phosphorus (SRP), and total dissolved solids, dissolved oxygen and salinity and total phosphorus (PT)), cyanobacteria and cyanotoxins (total microcystins, total saxitoxins and total cylindrospermopsins). The reduction of the water volume modified the physical and chemical characteristics of the reservoirs and consequently the composition and biomass of cyanobacteria. The water temperature in the reservoirs varied around 25ºC, the pH was alkaline and the nutrient concentration was high, with a low total and dissolved N/P ratio. In the regression analysis, the water volume appears as a common variable to the three reservoirs causing negative and positive effects on the biomass of cyanobacteria. For the Acauã and Camaláu reservoirs an inverse relationship is observed and for the Boqueirão reservoir a direct effect, thus, in the first two systems there was increase of the biomass and in the third one a decrease. The Boqueirão and Camalaú reservoirs presented changes in the composition of the species, but for the three systems, we highlight filamentous species such as Cylindrospermopsis raciborskii and Dolichospermum solitarium. Total microcystins and total saxitoxins were detected in the reservoirs throughout the sampled period, with concentrations varying between 2.09 ± 0.06 and 4.80 ± 1.2 μg L-1 and 0.65 ± 0.40 and 1.42 ± 0.30 μg L-1, respectively. The total cylinders were detected during all the months sampled in the Acauã reservoir and values ranged between 1.46 ± 0.04 and 1.83 ± 0.14 μg L-1. In the Boqueirão and Camalaú reservoirs, total cylindrospermopsins were recorded only in June 2016 (1.59 ± 0.37 μg L-1) and February 2017 (2.80 ± 1.12 μg L-1). The water volume reductions can direct different responses regarding the composition and biomass of cyanobacteria, since the physical and chemical characteristics also respond differently to this condition. The detection of microcystin, saxitoxin and cylindrospermopsin generate alerts for continuous monitoring, since the systems are used for public supply and other services such as fish farming and recreation. The second chapter is entitled: Can transposition of a river intensify cyanobacterial blooms and toxin production in recipient reservoirs? Its objective was to verify the effects of the connection between different river basins (transposition of the São Francisco River) in the abundance of the composition and biomass of cyanobacteria and the concentration of cyanotoxins in the reservoir of the semiarid. For this purpose, 10 samples were taken at the Boqueirão reservoir, between July 2015 and February 2017 (before transposition) and June 2017 and August 2018 (after transposition) at three points in the reservoir. In situ data (T°C, pH, electrical conductivity, turbidity, dissolved oxygen, total dissolved solids and salinity) and subsurface water samples for nutrient analysis (ammonia, nitrite, nitrate, reactive soluble phosphorus and total phosphorus), cyanobacteria and cyanotoxins (total microcystins, total saxitoxins and total cylindrospermpsins). There was a difference between the periods before and after the arrival of the waters of the transposition in the Boqueirão reservoir for some characteristics, such as pH and salinity reduction and nutrient concentrations increases. In addition to increasing biomass of cyanobacteria in the post-transposition period, a change in abundance of species composition was verified, and species C. raciborskii and Pseudoanabaena catenata appear as dominant before transposition, with a substitution by D. circinalis occurring after. The concentrations of microcystins increased, as well as the detection of cylinderspermopsin, both coinciding with the period after the transposition, which was the highest cyanobacterial biomass.
Palavras-chave: Reservatórios de água
Eutrofização
Transposição de águas
Cianobactérias
Cianotoxinas
Water reservoirs
Eutrophication
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
Citação: MENDES, Camila Ferreira. Fatores determinantes da ocorrência e abundância de cianobactérias e produção de cianotoxinas em ecossistemas do semiárido. 2019. 87f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4207
Data de defesa: 14-Mar-2019
Aparece nas coleções:PPGCTA - Teses

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