Biotecnologia aplicada à remoção do brometo de etídio por ficorremediação

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Autor(a) principal: Almeida, Heleno Cavalcante de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/10871
Resumo: Os resíduos químicos gerados por laboratórios de pesquisa e/ou de ensino em universidades e centros de pesquisa, se não forem manuseados adequadamente, geram uma grande preocupação, devido aos riscos ambientais. Alguns resíduos de compostos orgânicos são descartados de forma incorreta quando são provenientes de lavagem de vidraria e limpeza de equipamentos laboratoriais. O brometo de etídio (EtBr) é um composto orgânico amplamente utilizado como um intercalador de DNA em procedimentos de biologia molecular. Este tem a capacidade de intercalar na molécula de DNA, tornando-o uma substância tóxica. Entre as estratégias de tratamento de águas residuais, o uso de microalgas (ficorremediação) tem sido considerado como uma opção potencialmente eficaz para remoção de contaminantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito ecotoxicológico do EtBr e a sua remoção em matriz aquosa por três espécies de microalgas unicelulares individualmente (Chlorella vulgaris, Desmodesmus subspicatus e Raphidocelis subcapitata) e em mistura (Mix). A concentração de EtBr que causou efeito em 50% (EC50) da microalga D. subspicatus foi 0,375 mg/l e a maior concentração que não causou efeito (NOEC) foi 0,25 mg/L. No primeiro ensaio de tratabilidade de 24h a R. subcapitata quando exposta a concentração de 2,0 mg/l de EtBr apresentou uma remoção total (microalgas + fotodegradação) de 34%, sendo 13 % por fotodegradação e 21% pelas microalgas, sendo que 13 % de remoção ocorreu nas primeiras 6 h. No segundo ensaio de tratabilidade não foram observadas grandes variações no número de algas/mL após 3 h de exposição a uma solução 0,5 mg / L de EtBr em água mineral, começando e terminando com 106 algas / mL, com exceção de R. subcapitata que terminou com 107 algas / mL. Os resultados em valores absolutos de remoção de EtBr (medidos por fluorescência) após 1 h de tratamento foram: Mix>D. subspicatus>C. vulgaris>R. subcapitata. Após 3 h os melhores resultados em valores absolutos (mg de EtBr) foram: Mix>D. subspicatus>R. subcapitata>C. vulgaris. No entanto, se forem considerados dados relativos de densidade de microalgas (mg/algas/mL), a classificação após uma hora foi: C. vulgaris> Mix>D. subspicatus>R. subcapitata; após 3 h o ranking foi: D. subspicatus>C. vulgaris> Mix>R. subcapitata. Concluiu-se que, apesar do baixo percentual de remoção de EtBr (<11%) obtido com Mix, isso possivelmente esteve relacionado com a baixa densidade de microalgas (106 algas/mL) nos ensaios de tratamento. Com base nesses resultados, foi possível estimar a densidade de cada espécie de microalgas necessária para a remoção total de EtBr, como segue: 1010 algas/mL para C. vulgaris, D. subspicatus e Mix; e 1011 algas/mL para R. subcapitata.
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O brometo de etídio (EtBr) é um composto orgânico amplamente utilizado como um intercalador de DNA em procedimentos de biologia molecular. Este tem a capacidade de intercalar na molécula de DNA, tornando-o uma substância tóxica. Entre as estratégias de tratamento de águas residuais, o uso de microalgas (ficorremediação) tem sido considerado como uma opção potencialmente eficaz para remoção de contaminantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito ecotoxicológico do EtBr e a sua remoção em matriz aquosa por três espécies de microalgas unicelulares individualmente (Chlorella vulgaris, Desmodesmus subspicatus e Raphidocelis subcapitata) e em mistura (Mix). A concentração de EtBr que causou efeito em 50% (EC50) da microalga D. subspicatus foi 0,375 mg/l e a maior concentração que não causou efeito (NOEC) foi 0,25 mg/L. No primeiro ensaio de tratabilidade de 24h a R. subcapitata quando exposta a concentração de 2,0 mg/l de EtBr apresentou uma remoção total (microalgas + fotodegradação) de 34%, sendo 13 % por fotodegradação e 21% pelas microalgas, sendo que 13 % de remoção ocorreu nas primeiras 6 h. No segundo ensaio de tratabilidade não foram observadas grandes variações no número de algas/mL após 3 h de exposição a uma solução 0,5 mg / L de EtBr em água mineral, começando e terminando com 106 algas / mL, com exceção de R. subcapitata que terminou com 107 algas / mL. Os resultados em valores absolutos de remoção de EtBr (medidos por fluorescência) após 1 h de tratamento foram: Mix>D. subspicatus>C. vulgaris>R. subcapitata. Após 3 h os melhores resultados em valores absolutos (mg de EtBr) foram: Mix>D. subspicatus>R. subcapitata>C. vulgaris. No entanto, se forem considerados dados relativos de densidade de microalgas (mg/algas/mL), a classificação após uma hora foi: C. vulgaris> Mix>D. subspicatus>R. subcapitata; após 3 h o ranking foi: D. subspicatus>C. vulgaris> Mix>R. subcapitata. Concluiu-se que, apesar do baixo percentual de remoção de EtBr (<11%) obtido com Mix, isso possivelmente esteve relacionado com a baixa densidade de microalgas (106 algas/mL) nos ensaios de tratamento. Com base nesses resultados, foi possível estimar a densidade de cada espécie de microalgas necessária para a remoção total de EtBr, como segue: 1010 algas/mL para C. vulgaris, D. subspicatus e Mix; e 1011 algas/mL para R. subcapitata.The chemical residues generated by research and/or teaching laboratories at universities and research centers raise a serious concern due to risks posed to the environment if not handled properly. Residues of some organic compound are discarded incorrectly because of inappropriate glass washing and equipment cleaning. Ethidium Bromide (EtBr) is an organic compound widely used as a DNA intercalator in molecular biology procedures and the EtBr ability of intercalating itself in the DNA molecule, makes it a toxic substance. Among biological wastewater treatment strategies, the use of microalgae (phycoremediation) has been appreciated as a potentially effective option to remove target contaminants from water. The objective of this study was to evaluate the ecotoxicological effect of EtBr and its removal in water by three species of unicellular microalgae individually (Chlorella vulgaris, Desmodesmus subspicatus, and Raphidocelis subcapitata) and in a mixture (Mix).EtBr concentration that caused effect in 50% (EC50) of the microalgae D. subspicatus was 0.375 mg/L, and the highest concentration that did not cause effect (NOEC) was 0.25 mg/L.In the first treatability assay of 24h, the R. subcapitata when exposed to 2.0 mg/L of EtBr removed 34% including photodegradation + microalgae (absorption and degradation), being 13% by photodegradation and 21% by microalgae itself, and 13% of 21% occurred within the first 6 hours.In the second treatability assay, no large variations in the number of algae/mL were observed after 3 hours of exposure to a 0.5 mg/L solution of EtBr in mineral water, starting and ending with 106 algae/mL, excepting for R. subcapitata that ended with 107 algae/mL. The results in absolute values of EtBr removal (measured by fluorescence) after 1 h of treatment were: Mix>D. subspicatus>C. vulgaris>R. subcapitata. After 3 h the best results in absolute values (mg of EtBr) were: Mix>D. subspicatus>R. subcapitata>C. vulgaris. However, if relative microalgae density (mg/algae/mL) data are considered, the ranking after one hour was: C. vulgaris> Mix>D. subspicatus>R. subcapitata; after 3 h the ranking was: D. subspicatus>C. vulgaris> Mix>R. subcapitata. Therefore, it was concluded that, despite the low percentage of EtBr removal (<11%) achieved with Mix, this was due to the low microalgae density 106 algae/mL in the treatment assays. Based on these results, it was possible to estimate the density of each microalgae species required for the total EtBr removal as following: 1010 algae/mL for C. vulgaris, D. subspicatus and Mix; and 1011 algae/mL for R. subcapitata.Universidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaBRUERJPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AmbientalSalomão, André Luís de Sáhttp://lattes.cnpq.br/3462722644841920Teixeira, Lia Cardoso Rocha Saraivahttp://lattes.cnpq.br/4544219377550705Gomes, Marcia Marqueshttp://lattes.cnpq.br/7937368027614414Setti, Maria Egle Cordeirohttp://lattes.cnpq.br/1111194692250699Oliveira, Andréia da SilvaAlmeida, Heleno Cavalcante de2021-01-06T14:09:18Z2019-03-292019-02-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfALMEIDA, Heleno Cavalcante de. Biotecnologia aplicada à remoção do brometo de etídio por ficorremediação. 2019. 66 f. 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