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Tipo do documento: Tese
Título: Impactos de técnicas da geo-engenharia sobre as comunidades fitoplanctônica e bentônica
Autor: Silva, Daniely de Lucena 
Primeiro orientador: Molozzi, Joseline
Primeiro coorientador: Becker, Vanessa
Primeiro membro da banca: Silva, Hérika Cavalcante Dantas da
Segundo membro da banca: Gomes, Wilma Izabelly Ananias
Terceiro membro da banca: Barbosa, José Etham de Lucena
Quarto membro da banca: Vieira, Fernando Fernandes
Resumo: Técnicas e materiais da geo-engenharia são reconhecidamente ferramentas promissoras na mitigação e controle da eutrofização em águas eutrofizadas. A técnica Floc & Sink (F&S)/Lock (F&L) promove através da aplicação de coagulantes e argilas a remoção da coluna d’água de fósforo e biomassa algal, principalmente das cianobactérias tóxicas, por floculação e sedimentação. No entanto, pouco se sabe a respeito dos impactos sobre as outras espécies fitoplanctônicas que compõem a biota aquática e são essenciais para a manutenção da saúde ecológica do ecossistema aquático; assim como, sobre os macroinvertebrados bentônicos, organismos que vivem no sedimento, que são fortemente impactados pelos produtos, possibilitando alterações que podem comprometer a dinâmica funcional do corpo aquático. Com base nisso, esta tese objetivou avaliar os potenciais impactos dos materiais da geo-engenharia sobre as comunidades fitoplanctônica e bentônica em águas eutróficas de um reservatório eutrófico do semiárido tropical. Partindo disso, foram traçados dois objetivos específicos que estruturam os dois capítulos desta tese. No primeiro capítulo foi investigado, através de experimento em escala de bancada com água do Reservatório Acauã, os impactos da aplicação da técnica F&S, através da adição dos coagulantes sulfato de alumínio (SUL), cloreto de polialumínio (PAC) e quitosana (CHI), isolados e combinados com a bentonita modificada com lantânio (LMB) e bentonita natural (BEN) sobre a comunidade fitoplanctônica. Os resultados mostraram que a técnica causou efeitos significativos sobre a estrutura da comunidade fitoplanctônica. O SUL e PAC isolados e combinados com a LMB sedimentaram efetivamente as células independentemente da presença de mecanismos de flutuabilidade, como aerótopos e flagelos. Em contrapartida, o coagulante e argila naturais, CHI e BEN, isolados e combinados não foram efetivos na remoção das espécies com tais mecanismos, e ainda causaram a formação de agregados de células em suspensão na coluna d’água, o que pode representar preocupação quanto ao possível restabelecimento das espécies remanescentes na coluna d’água. Além disso, espécies essenciais à saúde ecológica do sistema foram removidas da coluna d’água, podendo causar importantes implicações ecológicas na dinâmica funcional do ecossistema aquático. No segundo capítulo, através da técnica F&L, adição da LMB e PAC, isolados e combinados, foi avaliado os potenciais efeitos ecotoxicológicos das cianotoxinas e alterações na atividade enzimática dos caracóis de Melanoides tuberculata (Müller, 1774) e larvas de Chironomus sancticaroli (Strixino e Strixino, 1981), duas espécies bentônticas encontradas abundantemente em reservatórios eutróficos do semiárido. Nossos achados revelaram que o PAC isolado e combinado com a LMB, independente da espécie presente, induziram ao aumento das concentrações de cilindrospermopsinas na coluna d’água, enquanto a presença dos caracóis favoreceu a redução das saxitoxinas na água. Altas concentrações de saxitoxinas e cilindrospermopsinas foram encontradas em ambas as espécies nos tratamentos com a LMB, enquanto os demais produtos proporcionaram menores concentrações nos caracóis. Os produtos reduziram a atividade colinesterásica (testes in vivo) nos animais. O PAC inibiu (testes in vitro) em mais da metade a atividade dessa enzima nos caracóis, e em contrapartida, também combinado com a argila, causou ativação das enzimas BChE e tripsina. Essas alterações enzimáticas e os efeitos bioacumulativos das cianotoxinas nas espécies bentônicas refletem com maior precisão os potenciais impactos ecotoxicológicos dos produtos da técnica sobre as comunidades aquáticas indispensáveis à manutenção da saúde ecológica do ecossistema aquático. O que permite o desenvolvimento, no campo de recuperação de ecossistemas aquáticos, planos de controle e mitigação da eutrofização em corpos d’água do semiárido.
Abstract: Geo-engineering techniques and materials are recognized as promising tools in mitigating and controlling eutrophication in eutrophicated waters. The Floc & Sink (F&S)/Lock (F&L) technique promotes, through the application of coagulants and clays, the removal of phosphorus and algal biomass from the water column, mainly toxic cyanobacteria, through flocculation and sedimentation. However, little is known about the impacts on other phytoplankton species that make up the aquatic biota and are essential for maintaining the ecological health of the aquatic ecosystem; as well as benthic macroinvertebrates, organisms that live in the sediment, which are strongly impacted by the products, enabling changes that can compromise the functional dynamics of the aquatic body. Based on this, this thesis aimed to evaluate the potential impacts of geo-engineering materials on phytoplankton and benthic communities in eutrophic waters from a eutrophic reservoir in the tropical semi-arid region. Based on this, two specific objectives were outlined that structure the two chapters of this thesis. In the first chapter, the impacts of applying the F&S technique were investigated, through a bench-scale experiment with water from the Acauã Reservoir, through the addition of coagulants aluminum sulfate (SUL), polyaluminum chloride (PAC) and chitosan (CHI), isolated and combined with lanthanum-modified bentonite (LMB) and natural bentonite (BEN) on the phytoplankton community. The results showed that the technique caused significant effects on the structure of the phytoplankton community. SUL and PAC alone and combined with LMB effectively sedimented cells regardless of the presence of buoyancy mechanisms, such as aerotopes and flagella. On the other hand, the natural coagulant and clay, CHI and BEN, isolated and combined were not effective in removing species with such mechanisms, and also caused the formation of cell aggregates suspended in the water column, which may represent concern regarding to the possible reestablishment of the remaining species in the water column. Furthermore, species essential to the ecological health of the system were removed from the water column, potentially causing important ecological implications for the functional dynamics of the aquatic ecosystem. In the second chapter, using the F&L technique, addition of LMB and PAC, isolated and combined, the potential ecotoxicological effects of cyanotoxins and changes in the enzymatic activity of Melanoides tuberculata snails (Müller, 1774) and Chironomus sancticaroli larvae (Strixino and Strixino, 1981), two benthic species found abundantly in eutrophic reservoirs in the semi-arid region. Our findings revealed that PAC alone and combined with LMB, regardless of the species present, induced an increase in cylindrospermopsin concentrations in the water column, while the presence of snails favored the reduction of saxitoxins in the water. High concentrations of saxitoxins and cylindrospermopsins were found in both species in treatments with LMB, while the other products provided lower concentrations in snails. The products reduced cholinesterase activity (in vivo tests) in animals. PAC inhibited (in vitro tests) the activity of this enzyme in snails by more than half, and on the other hand, also combined with clay, it caused activation of the BChE and trypsin enzymes. These enzymatic changes and the bioaccumulative effects of cyanotoxins in benthic species reflect more accurately the potential ecotoxicological impacts of the products of the technique on aquatic communities essential for maintaining the ecological health of the aquatic ecosystem. This allows the development, in the field of recovery of aquatic ecosystems, plans to control and mitigate eutrophication in water bodies in the semiarid region.
Palavras-chave: Diversidade funcional
Resistência à sedimentação
Inibição enzimática
lantânio
Macroinvertebrados
Cianobactérias tóxicas
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS
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: SILVA, Daniely. Impactos de técnicas da geo-engenharia sobre as comunidades fitoplanctônica e bentônica. 2024. 102 p. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4902
Data de defesa: 19-Dez-2023
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