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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2020.tde-06112019-105208
Documento
Autor
Nome completo
Mariana Lopes de Sousa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Pompeo, Marcelo Luiz Martins (Presidente)
Montagnolli, Renato Nallin
Araujo, Rosalina Pereira de Almeida
Borrely, Sueli Ivone
Título em português
Uso do biofilme perifítico em testes ecotoxicológicos: uma abordagem ecológica da contaminação em reservatórios
Palavras-chave em português
Ecossistemas Aquáticos
Ecotoxicidade
Mesocosmos
Microalgas
Qualidade da água
Resumo em português
O perifíton é uma comunidade complexa e de grande importância para os ecossistemas aquáticos. Seu papel de produtor primário, aliado a sua capacidade de reter nutrientes ou contaminantes presentes na coluna d'água o torna um bioindicador de potencial único para estudos ambientais. Especialmente no caso de reservatórios urbanos, que possuem múltiplas fontes de contaminação, compreender como essas substâncias afetam a biota e a qualidade da água é essencial. Por isso, é relevante o desenvolvimento de testes ecotoxicológicos utilizando a comunidade perifítica. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia para cultivo do perifíton em laboratório, através de tanques de cultivo, visando seu uso em testes ecotoxicológicos para o monitoramento de ambientes aquáticos. O biofilme cultivado também foi testado com diferentes contaminantes encontrados em reservatórios: metais (Cu principalmente) e cafeína, buscando identificar os impactos desses contaminantes tanto nessa comunidade como em seus consumidores. Foi observado que o método proposto foi capaz de criar um biofilme perifítico funcional, com todos os principais grupos presentes na comunidade utilizada como inóculo e homogeneamente distribuída no substrato artificial utilizado. Entretanto foram observadas diferenças em relação ao inóculo, como menor diversidade e menor massa seca livre de cinzas, resultantes da adaptação da comunidade para o cultivo laboratorial. O preço final do sistema é competitivo com outras metodologias já utilizadas, com a vantagem de possuir fácil montagem e operação. Em relação às respostas da comunidade perifítica, foi observado que a presença de metais, em especial o cobre, resultou em impactos estruturais e fisiológicos na comunidade. Em geral a contaminação gerou alterações na produção de biomassa e menor ponto de saturação luminosa, um indicador do comportamento fotossintético. Além disso, foi possível constatar bioacumulação de diferentes metais (Cu, Ni e Mn), bem como de cafeína, um composto orgânico. Ecologicamente, o grupo de algas mais afetado pelos contaminantes em geral foi o das Chlorophyceae, enquanto as cianobactérias apresentaram maior adaptação tanto às condições de cultivo quanto aos contaminantes utilizados. No caso da contaminação por cafeína em especial, as diatomáceas também se mostraram bem adaptadas. Nas maiores concentrações de contaminantes utilizadas, em geral, foi observado menor número de espécies descritoras e diversidade. Portanto, pode-se dizer que a metodologia de tanques desenvolvida e o teste toxicológico aplicado foram satisfatórios em trazer novos dados para a compreensão do funcionamento de ecossistemas aquáticos contaminados
Título em inglês
Use of periphytic biofilm in ecotoxicological tests: an ecological approach on reservoir contamination
Palavras-chave em inglês
Ecotoxicity
Mesocosms
Microalgae
Water ecosystems
Water quality
Resumo em inglês
Periphyton is a complex and important piece of aquatic ecosystems. Due to its role as primary producer, and the capacity of assimilating both nutrients and contaminants from the water column, the biofilm constitutes an important bioindicator for environmental studies. Especially in urban reservoirs, impacted by multiple sources of contamination, the comprehension of how contaminants can affect the local biota and water quality is essential. That being said, the developing of ecotoxicological tests using periphyton is very useful. In the present work, a methodology for cultivation of periphytic biofilm in laboratory, using culture tanks was developed and discussed. The objective was the use in ecotoxicological tests for environmental monitoring, especially urban reservoirs. Cultivated and standardized biofilm was also tested through exposition using different contaminants: metals found in contaminated reservoirs (Cu specially) and caffeine. It was expected to identify the impacts of these substances on the microalgae, and possible impacts in food chain. Results showed that the proposed methodology was enough to enable the growth of a functional periphyton, with all the main algal groups observed on the inoculum. The biofilm was also homogeneously distributed on the artificial substrate used. However, some differences were observed, such as lower diversity and lower ash free dry mass if compared to the original inoculum. This is can be considered an effect of periphyton adaptation to the controlled laboratory conditions. The final price of the system used is competitive if compared to other methodologies commonly used for periphyton cultive, with the advantage of being easily mounted and operated. When applied to ecotoxicological tests, the periphyton exposed to metals, specially Cu, suffered ecological and physiological alterations. In general, contamination generated alterations in biomass production and shorter light saturation point, and indicator of photosynthetic behaviour. Besides that, it was possible to observe bioaccumulation of metals (Cu, Ni and Mn) and caffeine on the mucilage of periphyton. Ecologically, the most affect algal group in ecotoxicological tests was the green algae (Chlorophyceae), while cyanobacteria were better adapted to both laboratory conditions and contamination. In caffeine presence especially, diatoms were also resistant. In the highest concentrations of contaminants used (both metals or caffeine), it was observed a smaller number of descriptive species, and lower diversity. Nevertheless, it is possible to conclude that the methodology of culture tanks used was satisfactory in providing new data about the comprehension of the functioning of contaminated aquatic environments
 
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Data de Publicação
2020-01-16
 
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