Dinâmica de cianobactérias durante período de estiagem prolongada no semiárido brasileiro e suas implicações para a qualidade da água

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2019-04-24T12:47:23Z No. of bitstreams: 1 PDF - Patrícia Silva Cruz.pdf: 43703786 bytes, checksum: 5f98eb061b0c6d80dd975e0ca071f2e5 (MD5)Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2019-04-24T15:07:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Patrícia Silva Cruz.pdf: 43703786 bytes, checksum: 5f98eb061b0c6d80dd975e0ca071f2e5 (MD5)Made available in DSpace on 2019-04-24T15:07:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Patrícia Silva Cruz.pdf: 43703786 bytes, checksum: 5f98eb061b0c6d80dd975e0ca071f2e5 (MD5) Previous issue date: 2019-02-18Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESThe distribution and occurrence of cyanobacteria blooms are regulated by environmental and biotic factors, so that the proliferation of different populations is favored by the metabolic versatility and by the structural and enzymatic adaptations that these populations use in order to survive in adverse and limiting conditions. The species belonging to this group differ widely in morphological and functional aspects that affect the production of toxins and the interaction with other organisms. In this sense, the objective of this study was to understand the environmental factors that directly influence the ecological functioning of the reservoirs, as well as the dynamics of cyanobacteria and toxin production during prolonged drought, and to test the adsorption efficiency of natural clay with and without association with poly aluminum chloride and aluminum sulphate in the removal of cyanobacteria cells and the reduction of total phosphorus and chlorophyll a concentrations in eutrophic reservoir waters of the Brazilian Northeast semi-arid region. Thus, in the first chapter, the effect of the dry period on the composition, biomass and dynamics of phytoplankton functional groups was evaluated in order to understand the driving factors of the community during this extreme event. The results indicate that with prolonged drought the factors physical and chemical characteristics of water and the structure of the phytoplankton community undergo changes, reflecting changes in biomass and composition of phytoplankton functional groups. The main guiding factor of the phytoplankton community in the studied environments was the reduction of the accumulated water level, reflecting a change in the resources for phytoplankton - light and nutrients with permanence of the cyanobacteria throughout the sampling period in all systems. In the second chapter, the factors that could influence the proliferation of cyanobacteria and the production of their toxins in tropical reservoirs in the semi-arid region of Brazil were identified. The results indicated that the high availability of nutrients (total P) associated with the reduction of the accumulated volumes in the reservoirs favored the dominance of toxic cyanobacteria, as well as they were correlated with the concentrations of toxins registered in the environments. In the 3rd chapter the efficiency of the application of poly aluminum chloride and aluminum sulfate, with and without association with natural clay, in the removal of concentrations of total phosphorus and chlorophyll a and cyanobacteria cells was tested. The combined application of aluminum sulphate and Poly Aluminum Chloride with natural clay (bentonite) functioned as an efficient technique in the removal of concentrations of total phosphorus and chlorophyll a, in addition to reducing the density of cyanobacteria. The reduction in the number of cyanobacteria cells with application of bentonite and associated coagulants was promising. The results of this study allowed to increase the perception of the effect of prolonged drought on the dynamics of cyanobacteria and toxin production, besides proposing an alternative for the removal of cyanobacteria cells in waters used for public supply. The high retention time of water related to the reduction of the stored volume, favored the growth of cyanobacter ia. More turbid and eutrophic environmental conditions have become ideal for the emergence of potentially toxic cyanobacteria. Thus, extreme drought phenomena, through volume reduction, negatively affect the water quality of reservoirs in semi-arid regions.A distribuição e ocorrência das florações de cianobactérias são reguladas por fatores ambientais e bióticos, de forma que a proliferação de diferentes populações é favorecida pela versatilidade metabólica e pelas adaptações estruturais e enzimáticas que essas populações utilizam com a finalidade de sobreviver em condições adversas e limitantes. As espécies pertencentes a esse grupo diferem amplamente em aspectos morfológicos e funcionais que afetam a produção de toxinas e a interação com outros organismos. Nesse sentido, o estudo objetivou compreender os fatores ambientais que influenciam diretamente no funcionamento ecológico dos reservatórios, bem como, na dinâmica de cianobactérias e na produção de toxinas durante período de estiagem prolongada, além de testar a eficiência da adsorção da argila natural com e sem associação com Cloreto de Poli alumínio e Sulfato de alumínio na remoção de células de cianobactérias e na redução das concentrações de fósforo total e clorofila-a, em águas de reservatório eutrofizado da região semiárida do nordeste brasileiro. Assim, no 1°capítulo foi avaliado o efeito do período de seca sobre a composição, biomassa e dinâmica dos grupos funcionais fitoplanctônicos, a fim de compreender os fatores direcionadores da comunidade durante este evento extremo.Os resultados indicam que com a estiagem prologada os fatores físicos e químicos de qualidade da água e a estrutura da comunidade fitoplanctônica sofrem alterações, refletindo mudanças na biomassa e composição dos grupos funcionais fitoplanctônicos. O principal fator direcionador da comunidade fitoplanctônica nos ambientes estudados foi a redução do nível da água acumulado, refletindo numa mudança nos recursos para o fitoplâncton – luz e nutrientes com permanência das cianobcatérias durante todo o período amostral em todos os sistemas. No 2° capítulo foi identificado os fatores que podem influenciar a proliferação de cianobactérias e a produção de suas toxinas em reservatórios tropicais de abastecimento público, na região semiárida do Brasil. Os resultados indicaram que a alta disponibilidade de nutrientes (P- total) associada a redução dos volumes acumulados nos reservatórios, favoreceram a dominância de cianobactérias tóxicas, assim como estiveram correlacionadas com as concentrações de toxinas registradas nos ambientes. No 3° capítulo foi testada a eficiência da aplicação de cloreto de poli alumínio e sulfato de alumínio, com e sem associação com argila natural, na remoção das concentrações de fósforo total e clorofila-a e células de cianobactérias. A aplicação combinada de sulfato de alumínio e Cloreto de Poli alumínio com argila natural (bentonita) funcionou como uma técnica eficiente na remoção de concentrações de fósforo total e clorofila a, além de reduzir a densidade de cianobactérias. A redução no número de células de cianobactérias com aplicação de bentonita e coagulantes associada foi promissora. Os resultados deste estudo permitiu ampliar a percepção do efeito da estiagem prolongada sobre a dinâmica de cianobactérias e produção de toxinas, além de propor alternativa para remoção de células de cianobactérias em águas utilizadas para abastecimento público.O elevado tempo de retenção de água relacionado à redução do volume armazenado, favoreceu o crescimento de cianobactérias. As condições ambientais mais túrbidas e eutróficas tornaram-se ideais para o surgimento de cianobactérias potencialmente tóxicas. Assim, fenômenos de seca extrema, por meio da redução do volume, afetam de forma negativa a qualidade da água de reservatórios de regiões semiáridas