Cultivation of microalgae Chaetoceros muelleri (Lemmermann, 1898) in wastewater of shrimp culture and its effect on water quality, production of lipids and exopolyssaccharides

HOLANDA, Caio Livio Bezerra. Cultivo da microalga Chaetoceros muelleri (Lemmermann, 1898) em efluente de carcinicultura e seu efeito na qualidade de água, produção de lipídeos e exopolissacarídeos. 2017. 56 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Pesca)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.The development of intensive aquaculture has generated environmental impacts as its effluents rich in organic matter are disposed off without prior treatment in aquatic ecosystems. Phytoremediation by microalgae is a promising alternative for treatment of aquaculture effluents, since in addition to improving water quality, the algal biomass produced can be used for a variety of purposes. This study has as objectives: to cultivate a marine microalgae species Chaetoceros muelleri, totally and partially, in a shrimp effluent; and to evaluate the rate of reduction of ammonia, nitrite, nitrate and phosphate, as well as, the yield of lipids and polysaccharides released (exopolysaccharides) in culture medium. Three treatments with different culture media, and three replicates each one, were evaluated: shrimp effluent (100% E), Guillard f /2 medium (100% G) and shrimp effluent mixture with Guillard f / 2 (50% G + 50% E). Growth of microalgae cultures was monitored daily by counting the cell density. The nutrient removal was evaluated through initial and final water analyzes in the culture media and the extractions of lipids and exopolysaccharides were performed at the end of the experiment. As a result, the different cultures showed similar cell growth. As for the nutrient removal in the culture media, the medium (50% G + 50% E) significantly removed more ammonia, nitrate and phosphate, and consequently has the greater efficacy in water treatment. The production of lipids was not influenced by the culture media, however, the media (50% G + 50% E) and (100% G) obtained significantly higher amounts. As conclusion, the cultivation of the C. muelleri using shrimp effluent is an excellent choice of phytoremediation, replacement of culture medium for the production of algal biomass and biomolecules.O desenvolvimento da aquicultura intensiva tem gerado impactos ambientais quando seus efluentes ricos em matéria orgânica são descartados sem tratamento prévio nos ecossistemas aquáticos. A fitorremediação por microalgas é uma alternativa promissora no tratamento de efluentes da aquicultura, pois além de melhorar qualidade da água, a biomassa algal produzida pode ser utilizada para variadas finalidades. O presente estudo teve como objetivos: cultivar a espécie de microalga marinha Chaetoceros muelleri, totalmente e parcialmente, em um efluente de carcinicultura; e avaliar a taxa de redução de amônia, nitrito, nitrato e fosfato, bem como, o rendimento de lipídeos e de exopolissacarideos liberados no meio de cultivo. Três tratamentos com diferentes meios de cultura, e três repetições cada um, foram avaliados: efluente de carcinicultura (100% E); meio Guillard f/2 (100% G); e mistura de efluente de carcinicultura com Guillard f/2 (50%G+50%E). O crescimento das culturas da microalga foi acompanhado diariamente através da contagem da densidade celular. A remoção de nutrientes foi avaliada através de análises de água iniciais e finais nos meios de cultura e as extrações de lipídeos e exopolissacarídeos foram realizadas ao final do experimento. Os resultados obtidos mostraram que as diferentes culturas apresentaram crescimentos celulares similares. Quanto à remoção de nutrientes nos meios de cultura, o meio (50%G+50%E) removeu significativamente mais amônia, nitrato e fosfato, apresentando consequentemente a maior eficácia no tratamento de água. A produção de lipídeos não foi influenciada pelos meios de cultura, entretanto, para a produção de exopolissacarídeos, os meios (50%G+50%E) e (100% G) obtiveram quantidades significativamente maiores. Como conclusão, pode-se propor que o cultivo da microalga C. muelleri utilizando efluente de carcinicultura é uma ótima opção de fitorremediação, substituição de meio de cultura para produção de biomassa algal e de biomoléculas