Resumo
One of the most serious problems worldwide is heavy metal (HM) pollution. HMs can have a toxic effect on human health and thus cause serious diseases. To date, several methods have been used to clean environments contaminated by HMs, but most of them are expensive, and it is difficult to achieve the desired result. Phytoremediation is currently an effective and affordable processing solution used to clean and remove HMs from the environment. This review article discusses in detail the technology of phytoremediation and mechanisms of HM absorption. In addition, methods are described using genetic engineering of various plants to enhance the resistance and accumulation of HMs. Thus, phytoremediation technology can become an additional aid to traditional methods of purification.
Um dos problemas mais graves em todo o mundo é a poluição por metais pesados (HMs). Os HMs podem ter um efeito tóxico na saúde humana e, assim, causar doenças graves. Até o momento, vários métodos têm sido utilizados para limpar ambientes contaminados por HMs, mas a maioria deles é cara, sendo difícil alcançar o resultado desejado. A fitorremediação é, atualmente, uma solução de processamento eficaz e acessível usada para limpar e remover HMs do ambiente. Este artigo de revisão discute em detalhes a tecnologia de fitorremediação e os mecanismos de absorção de HMs. Além disso, são descritos métodos que utilizam a engenharia genética de várias plantas para aumentar a resistência e o acúmulo de HMs. Assim, a tecnologia de fitorremediação pode se tornar uma ajuda adicional aos métodos tradicionais de purificação.
Assuntos
Biodegradação Ambiental , Engenharia Genética , Metais Pesados , Recuperação e Remediação Ambiental , CazaquistãoResumo
Poultry industry is amongst highly developed industries of Pakistan, fulfilling the protein demand of rapidly increasing population. On the other hand, the untreated poultry waste is causing several health and environmental problems. The current study was designed to check the potential of keratinolytic fungal species for the conversion of chicken-feather waste into biofortified compost. For the purpose, three fungal species were isolated from soil samples. These strains were pure cultured and then characterized phenotypically and genotypically. BLAST searches of 18S rDNA nucleotide sequence of the fungal isolates revealed that the two fungal isolates belonged to genus Aspergillus and one belonged to genus Chrysosporium. Optimum temperature for Aspergillus flavus, Aspergillus niger and Chrysosporium queenslandicum was 29, 26 and 25 oC, respectively. A. flavus showed maximum (53%) feather degradation, A. niger degraded feather waste up to 37%, while C. queenslandicum showed 21% keratinolytic activity on chicken feathers at their respective temperature optima. The degradation potential of these fungal species showed their ability to form compost that has agro-industrial importance.
A indústria avícola está entre as indústrias altamente desenvolvidas do Paquistão, atendendo a demanda de proteína da população em rápido crescimento. Por outro lado, os resíduos de aves não tratados estão causando diversos problemas de saúde e ambientais. O presente estudo foi desenhado para verificar o potencial de espécies de fungos queratinolíticos para a conversão de resíduos de penas de frango em composto biofortificado. Para tanto, três espécies de fungos foram isoladas de amostras de solo. Essas cepas foram cultivadas puramente e, em seguida, caracterizadas fenotipicamente e genotipicamente. As pesquisas do BLAST da sequência de nucleotídeos do rDNA 18S dos isolados de fungos revelaram que os dois isolados de fungos pertenciam ao gênero Aspergillus e um pertencia ao gênero Chrysosporium. A temperatura ótima para Aspergillus flavus, Aspergillus niger e Chrysosporium queenslandicum foi de 29, 26 e 25 oC, respectivamente. A. flavus apresentou degradação máxima de penas (53%), A. niger degradou resíduos de penas em até 37%, enquanto C. queenslandicum apresentou 21% de atividade queratinolítica em penas de frango em suas respectivas temperaturas ótimas. O potencial de degradação dessas espécies de fungos mostrou sua capacidade de formar composto de importância agroindustrial.
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Produtos Avícolas , Biodegradação Ambiental , PaquistãoResumo
The objective of this review is to bring information about innovations and technologies that, through genetic improvement, are being used to improve the sustainability and productivity of agricultural crops, improve human nutrition, as well as conservation and decontamination of soils. Bioremediation consists of using microorganisms that have the ability to modify or decompose certain pollutants, with the possibility of increasing their activity through genetic engineering, building new strains for the transformation of pollutants into inert substances. Genetic improvement is seeking to develop cultivars that are more tolerant to periods of water deficit. Plant biofortification consists of varieties of improved plants that have a higher content of vitamins and minerals, which are obtained through genetic improvement. Thus, biotechnology is once again essential for world agricultural production and can bring a series of other benefits to society.(AU)
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Biodegradação Ambiental , Melhoramento Vegetal/métodos , Biofortificação , Biotecnologia , 24444Resumo
Abstract Pesticide residues that contaminate the environment circulate within the hydrological cycle can accumulate within the food chain and cause problems to both environmental and human health. Microbes, however, are well known for their metabolic versatility and the ability to degrade chemically stable substances, including recalcitrant xenobiotics. The current study focused on bio-prospecting within Amazonian rainforest soils to find novel strains fungi capable of efficiently degrading the agriculturally and environmentally ubiquitous herbicide, glyphosate. Of 50 fungal strains isolated (using culture media supplemented with glyphosate as the sole carbon-substrate), the majority were Penicillium strains (60%) and the others were Aspergillus and Trichoderma strains (26 and 8%, respectively). All 50 fungal isolates could use glyphosate as a phosphorous source. Eight of these isolates grew better on glyphosate-supplemented media than on regular Czapek Dox medium. LC-MS revealed that glyphosate degradation by Penicillium 4A21 resulted in sarcosine and aminomethylphosphonic acid.
Resumo Resíduos de agrotóxicos que contaminam o meio ambiente circulam no ciclo hidrológico, podendo se acumular na cadeia alimentar e causar problemas tanto à saúde ambiental quanto humana. Por sua vez, microrganismos são bem conhecidos por sua versatilidade metabólica e capacidade de degradar substâncias quimicamente estáveis, incluindo xenobióticos recalcitrantes. O estudo atual se concentrou na bioprospecção nos solos da floresta amazônica para encontrar novas linhagens de fungos capazes de degradar com eficiência o herbicida onipresente na agricultura e no meio ambiente, o glifosato. Entre os 50 fungos isolados (usando meio de cultura suplementado com glifosato como única fonte de carbono), a maioria eram isolados do gênero Penicillium (60%) e os outros eram isolados de Aspergillus e Trichoderma (26 e 8%, respectivamente). Todos os 50 isolados de fungos foram capazes de usar glifosato como fonte de fósforo. Oito desses isolados cresceram melhor em meio suplementado com glifosato do que em meio Czapek Dox regular. LC-MS revelou que a degradação do glifosato por Penicillium 4A21 resultou nos metabólitos sarcosina e ácido aminometilfosfônico.
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Humanos , Penicillium , Trichoderma , Herbicidas/toxicidade , Aspergillus , Solo , Microbiologia do Solo , Biodegradação Ambiental , Organofosfonatos , Fungos , Glicina/análogos & derivadosResumo
Water plays a crucial role in all aspects of our lives, including the economy, food security, production, and politics, making it essential for sustainable development. Surface water pollution, which includes rivers, lakes, and oceans, is a significant environmental concern. Oued D'Hous, located in the Wilaya of Bouira in Algeria, is the subject of our research, which examines its hydrochemical pollution resulting from the discharge of domestic, industrial, and agricultural wastewater from the city. The evaluation of the physicochemical parameters reveals that the existing pollutant levels in Oued D'Hous have significantly increased, leading to a high degree of toxicity that threatens the area's flora and fauna. This pollution also limits the use of this resource by humans. We call upon the competent authorities to promptly limit the discharge of these hazardous effluents into Oued D'Hous to prevent further water contamination and reduce the risk of adverse health effects on the public, including those who use the wells located in the vicinity. In conclusion, immediate measures are necessary to mitigate the severe pollution of Oued D'Hous, and we urge the authorities to take action to address this pressing environmental concern.
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Esgotos , Poluição da Água , Poluição de Rios , Poluição Ambiental , ArgéliaResumo
Verminosis in small ruminants can render rural activity impractical, which is still controlled through the administration of anthelmintics. The present study evaluated four agro-industrial residues as fertilizer in the control of GIN of small ruminants in the free-living stage. Crab shell, manipueira, biochar, and organomineral residues were used in pots (5.0 kg of soil) and cultivated with Massai grass (Megathyrsus maximum cv. Massai). Further, the pots were contaminated with feces from sheep carrying a natural multispecific infection by GIN. Next, the residues were applied individually to the soil, with 50 mL/pot for liquid and 50 g/pot for solid residues. Treatment with manipueira showed the lowest number of L3.kg MS-1 recovered from the grass (202.44), when compared with treatments using organomineral (823.89) and biochar (689.34). However, there was no statistically significant difference (P < 0.05) between the four treatments as compared to the control group. These agro-industrial residues can be used as organic fertilizers; however, these will not help in the control of GIN in sheep.
A verminose em pequenos ruminantes é uma doença que pode inviabilizar a atividade rural. Embora o sucesso no controle dos nematóides gastrointestinais de pequenos ruminantes dependa da adoção associada de diferentes estratégias e tecnologias, ainda é possível notar a escolha, por parte de alguns ovinocaprinocultores, pelo tratamento exclusivamente baseado na administração de anti-helmínticos aos animais. Contudo, é no ambiente que encontramos um elevado número de formas imaturas de nematóides gastrointestinais. Objetivou-se com o presente trabalho avaliar quatro resíduos agroindustriais como adubo no controle dos nematóides gastrointestinais de pequenos ruminantes, em estádio de vida livre. Casca de caranguejo, manipueira, biochar e organomineral foram os resíduos empregados nos vasos com capacidade média de 5,0 kg de solo, onde foi cultivado o capim Massai (Megathyrsus maximus cv. Massai). Após corte de uniformização do capim, os vasos foram contaminados utilizando-se fezes de ovinos portadores de infecção natural multiespecífica por nematóides gastrointestinais. E, na sequência, os resíduos foram aplicados individualmente no solo, na quantidade de 50 mL/vaso para o resíduo líquido e 50 g/vaso para os sólidos. O tratamento com a manipueira foi o que apresentou o menor número de larvas infectantes de terceiro estádio (L3) recuperado do capim (202,44 L3.kg MS-1) quando comparado com os tratamentos utilizando organomineral (823,89 L3.kg MS-1) e biochar (689,34 L3.kg MS-1). Contudo, não houve diferença estatística significativa (P < 0,05) entre os quatro tratamentos testados quando comparado ao grupo controle. Os resíduos agroindustriais podem ser utilizados como adubos orgânicos, mas não vão auxiliar no controle dos nematóides gastrintestinais dos ovinos.
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Animais , Ruminantes , Uso de Resíduos Sólidos , Poluição Ambiental , Esterco , Infecções por Nematoides/veterináriaResumo
Abstract Pesticide residues that contaminate the environment circulate within the hydrological cycle can accumulate within the food chain and cause problems to both environmental and human health. Microbes, however, are well known for their metabolic versatility and the ability to degrade chemically stable substances, including recalcitrant xenobiotics. The current study focused on bio-prospecting within Amazonian rainforest soils to find novel strains fungi capable of efficiently degrading the agriculturally and environmentally ubiquitous herbicide, glyphosate. Of 50 fungal strains isolated (using culture media supplemented with glyphosate as the sole carbon-substrate), the majority were Penicillium strains (60%) and the others were Aspergillus and Trichoderma strains (26 and 8%, respectively). All 50 fungal isolates could use glyphosate as a phosphorous source. Eight of these isolates grew better on glyphosate-supplemented media than on regular Czapek Dox medium. LC-MS revealed that glyphosate degradation by Penicillium 4A21 resulted in sarcosine and aminomethylphosphonic acid.
Resumo Resíduos de agrotóxicos que contaminam o meio ambiente circulam no ciclo hidrológico, podendo se acumular na cadeia alimentar e causar problemas tanto à saúde ambiental quanto humana. Por sua vez, microrganismos são bem conhecidos por sua versatilidade metabólica e capacidade de degradar substâncias quimicamente estáveis, incluindo xenobióticos recalcitrantes. O estudo atual se concentrou na bioprospecção nos solos da floresta amazônica para encontrar novas linhagens de fungos capazes de degradar com eficiência o herbicida onipresente na agricultura e no meio ambiente, o glifosato. Entre os 50 fungos isolados (usando meio de cultura suplementado com glifosato como única fonte de carbono), a maioria eram isolados do gênero Penicillium (60%) e os outros eram isolados de Aspergillus e Trichoderma (26 e 8%, respectivamente). Todos os 50 isolados de fungos foram capazes de usar glifosato como fonte de fósforo. Oito desses isolados cresceram melhor em meio suplementado com glifosato do que em meio Czapek Dox regular. LC-MS revelou que a degradação do glifosato por Penicillium 4A21 resultou nos metabólitos sarcosina e ácido aminometilfosfônico.
Resumo
ABSTRACT: Urban expansion has led to the replacement of natural landscapes and environmental degradation, making cities and their urban and peri-urban forests (UPFs) vulnerable to climate change, especially on the formation of heat islands. Using i-Tree Canopy program (v. 7.0), we estimate the ecosystem services provided by UPFs in Juiz de Fora (Minas Gerais State, Southeastern Brazil), through the analysis of the (1) annual removal of atmospheric pollutants, (2) annual removal of atmospheric carbon, (3) total carbon stock in vegetation, and (4) the monetary benefits of sequestered and stocked carbon, based on Future Carbon Credit (CFI2Z1) as a monetary proxy. The results showed an average total amount of removal of 4.45 thousand tons of air pollution annually. The average annual total carbon storage was 158 thousand tons and the equivalent CO2 was 580 thousand tons, with an estimated total value of R$ 173 million per year. Significant values of the gross carbon stock (3.98 million tons) and equivalent CO2 (14.59 million tons) were found, being valued at R$ 4.35 billion. We concluded that the Juiz de Fora UPFs have a great potential for socio-environmental and economic benefits.
RESUMO: A expansão urbana levou à substituição de paisagens naturais por paisagens urbanas e à degradação ambiental, tornando cidades e suas florestas urbanas e peri-urbanas (FUPs) vulneráveis às mudanças climáticas, especialmente à formação de ilhas de calor. Utilizando o software i-Tree Canopy (v.7.0), estimamos os serviços ecossistêmicos promovidos pelas UPFs em Juiz de Fora (Minas Gerais, Sudeste do Brasil), por meio da análise de (1) remoção anual de poluentes atmosféricos, (2) remoção anual de carbono atmosférico, (3) estoque de carbono na vegetação e (4) os benefícios monetários do carbono sequestrado anualmente e estocado, utilizando o Mercado de Crédito de Carbono Futuro (CFI2Z1) como um proxy monetário. Os resultados apresentam uma quantidade total média de remoção de 4,45 mil toneladas de poluentes do ar, anualmente. O armazenamento médio anual de carbono total foi de 158 mil toneladas e o de CO2 equivalente foi de 580 mil toneladas, com um valor total estimado anual de R$ 173 milhões. Foram encontrados expressivos valores do estoque bruto de carbono (3,98 milhões de toneladas) e CO2 equivalente (14,59 milhões de toneladas), sendo avaliado em R$ 4,35 bilhões. Concluímos que as FUPs de Juiz de Fora possuem um grande potencial para benefícios socioambientais e econômicos.
Resumo
Urban expansion has led to the replacement of natural landscapes and environmental degradation, making cities and their urban and peri-urban forests (UPFs) vulnerable to climate change, especially on the formation of heat islands. Using i-Tree Canopy program (v. 7.0), we estimate the ecosystem services provided by UPFs in Juiz de Fora (Minas Gerais State, Southeastern Brazil), through the analysis of the (1) annual removal of atmospheric pollutants, (2) annual removal of atmospheric carbon, (3) total carbon stock in vegetation, and (4) the monetary benefits of sequestered and stocked carbon, based on Future Carbon Credit (CFI2Z1) as a monetary proxy. The results showed an average total amount of removal of 4.45 thousand tons of air pollution annually. The average annual total carbon storage was 158 thousand tons and the equivalent CO2 was 580 thousand tons, with an estimated total value of R$ 173 million per year. Significant values of the gross carbon stock (3.98 million tons) and equivalent CO2 (14.59 million tons) were found, being valued at R$ 4.35 billion. We concluded that the Juiz de Fora UPFs have a great potential for socio-environmental and economic benefits.
A expansão urbana levou à substituição de paisagens naturais por paisagens urbanas e à degradação ambiental, tornando cidades e suas florestas urbanas e peri-urbanas (FUPs) vulneráveis às mudanças climáticas, especialmente à formação de ilhas de calor. Utilizando o software i-Tree Canopy (v.7.0), estimamos os serviços ecossistêmicos promovidos pelas UPFs em Juiz de Fora (Minas Gerais, Sudeste do Brasil), por meio da análise de (1) remoção anual de poluentes atmosféricos, (2) remoção anual de carbono atmosférico, (3) estoque de carbono na vegetação e (4) os benefícios monetários do carbono sequestrado anualmente e estocado, utilizando o Mercado de Crédito de Carbono Futuro (CFI2Z1) como um proxy monetário. Os resultados apresentam uma quantidade total média de remoção de 4,45 mil toneladas de poluentes do ar, anualmente. O armazenamento médio anual de carbono total foi de 158 mil toneladas e o de CO2 equivalente foi de 580 mil toneladas, com um valor total estimado anual de R$ 173 milhões. Foram encontrados expressivos valores do estoque bruto de carbono (3,98 milhões de toneladas) e CO2 equivalente (14,59 milhões de toneladas), sendo avaliado em R$ 4,35 bilhões. Concluímos que as FUPs de Juiz de Fora possuem um grande potencial para benefícios socioambientais e econômicos.
Assuntos
Florestas , Área Urbana , Poluentes Atmosféricos , Sequestro de CarbonoResumo
Glyphosate is a herbicide commonly used in agriculture for weed control. Current agricultural production demands vast amounts of this product, which are applied by ground or aerial spraying. The concomitant aerial currents promote glyphosate drift to vegetated or urban areas. In this context, we hypothesized that the lichens, Parmotrema tinctorum and Usnea barbata, could be sensitive to the action of glyphosate and therefore be used to bio-indicate the presence of this herbicide in areas affected by drift. Since living organisms respond in different ways to the action of herbicides, our interest was also to indicate biological markers responsive to the action of glyphosate, through concentrations and exposure times of the thallus, besides identifying the most sensitive species. We evaluated the effect of different concentrations (0.0, 4.8, 9.6, and 19.2 mg L-1) and exposure times (24, 48, and 72 hours) to glyphosate on the morphoanatomy, photobiont vitality, photosynthetic efficiency, and oxidative metabolism of the thalli. We found that the lichens, P. tinctorum and U. barbata, respond to glyphosate stress, with prospects for use in the biomonitoring of pollutant dispersal from plantation areas. When using P. tinctorum as a bioindicator, lichen morphoanatomy, photobiont vitality, and photosynthetic pigment concentration were efficient biomarkers for the effect of concentration and exposure time. For U. barbata, the lichenic morphoanatomy and the activity of SOD and APX enzymes were essential tools to indicate the herbicide action. Parmotrema tinctotum, however, was characterized as more sensitive in bio-indicating the presence of this herbicide to diagnose the air quality in urban areas or vegetation sectors adjacent to agricultural environments.
O glifosato é um herbicida comumente utilizado na agricultura para o controle de ervas daninhas, contudo, a produção agrícola atual demanda quantidades gigantescas deste produto, que são aplicadas por pulverizações terrestres ou aéreas, que acompanhadas de correntes aéreas, promovem a deriva do glifosato para áreas vegetacionais ou urbanas. Neste contexto, nós levantamos a hipótese de que os líquens Parmotrema tinctorum e Usnea barbata pudessem ser sensíveis à ação do glifosato e, portanto, bioindicar a presença deste herbicida em áreas afetadas por deriva. Como os organismos vivos respondem de diferentes formas à ação dos herbicidas, nosso interesse foi também de indicar marcadores biológicos responsivos à ação do glifosato, por meio de concentrações e tempos de exposição dos talos, além de identificar a espécie mais sensível. Para isso, nós avaliamos o efeito de diferentes concentrações (0.0, 4.8, 9.6 e 19.2 mg L-1) e tempos de aexposição (24, 48 e 72 horas) ao glifosato, sobre a morfoanatomia, vitalidade do fotobionte, eficiência fotossintética e metabolismo oxidativo dos talos. Nós verificamos que os liquens P. tinctorum e U. barbata respondem ao estresse por glifosato, com perspectivas para serem utilizados no biomonitoramento da dispersão de poluentes a partir de áreas de plantio. Contudo, para o uso de P. tinctorum como bioindicador, a morfoanatomia liquênica, a vitalidade do fotobionte e a concentração de pigmentos fotossintéticos consistiram em biomarcadores eficientes para o efeito de concentração e tempo de exposição. Para U. barbata, a morfoanatomia liquênica, bem como a atividade das enzimas SOD e APX constituíram ferramentas importantes para evidenciar a ação do herbicida. A espécie P. tinctotum, contudo, foi caracterizada como mais sensível, sendo indicada para bioindicar a presença deste herbicida e para diagnosticar a qualidade do ar em áreas urbanas ou fragmentos vegetacionais imersos em matrizes agrícolas.
Assuntos
Usnea , Biomarcadores Ambientais , Poluição Ambiental , Herbicidas , LíquensResumo
This is paper we analyze the diet and body condition factor (Mi) of three endemic species inside and outside an environmental protection area, to compare the effectiveness of the protection area in providing a greater spectrum of food items and greater environmental well-being to ichthyofauna. The study area comprised streams of the Ribeira do Iguape River basin, Campos Gerais National Park (CGNP), Paraná state and its surroundings. Eleven streams were sampled inside and outside, using electric fishing. A Permutational Multivariate Analysis of Variance to investigate the composition of food items and a Permutational Analysis of Multivariate Dispersions was used to investigate the variability between food items. The Scaled Mass Index (Mi) of the body condition was used to determine the relative condition factor of each individual of each species. Regarding the diet, there were no significant differences between inside and outside in the composition and variability of food items, this similarity may be associated with existing environmental degradation inside. However, the Mi was significant, and only one species presented greater well-being inside, because inside streams receive greater allochthonous intake of riparian vegetation, but, when it comes to the two species that perform the link of the aquatic food web with the terrestrial, the opposite occurred. These results indicate that the studied fragment, under anthropic pressures, is currently unable to conserve its biodiversity. The inside has no Management Plan, the manager must elaborate and implement it as a first step so that the situation can be reverted and the conservation effectiveness ensured in this highly threatened area, characterized by being one of the most important remnants of the Atlantic Forest, having relevant ecosystem services from a rare humid forest of Araucaria.(AU)
Neste trabalho, analisamos dieta e fator de condição corporal (Mi) de três espécies endêmicas dentro e fora de uma área de proteção ambiental, para comparar a efetividade da área protegida em subsidiar maior espectro de itens alimentares e maior bem-estar ambiental à ictiofauna. A área de estudo compreendeu riachos que fazem parte da bacia hidrográfica do Rio Ribeira de Iguape, interior e imediações do Parque Nacional dos Campos Gerais (PNCG), estado do Paraná. Foram amostrados 11 riachos dentro e fora, com auxílio de pesca elétrica. A Análise de Variância Multivarada Permutacional foi usada para investigar a composição dos itens alimentares e a Análise Permutacional de Dispersões Multivariadas para investigar a variabilidade entre os itens alimentares. O Índice de Massa Escalonado (Mi) de condição corporal foi usado para determinar o fator de condição relativo de cada indivíduo de cada espécie. Para a dieta analisada não houve diferenças significavas entre dentro e fora, na composição e na variabilidade de itens alimentares, esta similaridade pode estar associada a degradação ambiental existente dentro. Entretanto, o Mi foi significativo, sendo que somente uma espécie apresentou maior bem-estar dentro, porque os riachos de cabeceira de dentro recebem maior aporte alóctone de vegetação ripária, porém, quando se trata das duas espécies que realizam o elo da teia alimentar aquática com a terrestre ocorreu o contrário. Esses resultados indicam que o fragmento estudado, submetido a pressões antrópicas, apresenta-se incapaz de conservar essa biodiversidade. O interior não tem plano de manejo, o gestor deve elaborá-lo e implementá-lo como um primeiro passo para que a situação possa ser revertida e a efetividade da conservação assegurada nessa área altamente ameaçada, caracterizada por ser um dos remanescentes mais importantes da Mata Atlântica, possuindo relevantes serviços ecossistêmicos oriundos de uma rara floresta úmida de Araucária.(AU)
Assuntos
Doenças Endêmicas , Peixes/fisiologia , Brasil , Análise Multivariada , Controle Biológico por ConservaçãoResumo
Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.
Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.
Assuntos
Bacillus/metabolismo , Bacillus pumilus/metabolismo , Esgotos , Temperatura , Fibras na Dieta , Endo-1,4-beta-Xilanases/metabolismo , Fermentação , Concentração de Íons de HidrogênioResumo
The colonization pattern of fish assemblages in streams is often studied in the context of environmental filters. On the other hand, when fish assemblages are subjected to anthropogenic effects, variables associated with environmental quality assume more importance. Therefore, this work evaluated the richness and composition of fish from streams sampled at different urbanization levels, aiming to determine any direct effects on the structure of fish assemblages. To accomplish this, samples were collected from 2003 to 2011 at 31 sites distributed among 3 microbasins in the Rio Ivinhema Basin, Alto Rio Paraná. Based on environmental variables, physicochemical of the water and analysis of the use and occupation of the soil, the microbasins were classified into different urbanization levels (low, medium and high). A total of 4,320 individuals were sampled, out of which 57 fish species were recorded. Sampled sites with medium urbanization level presented higher richness compared to sampled sites with high urbanization level which presented lower richness. Species richness in these sites was explained mainly by water temperature and water velocity. Results confirmed that urbanization does directly affect environmental integrity, which, in turn, can lead to the homogenization of stream assemblages.
Estudos sobre assembleias de peixes em riachos enfatizam o papel dos filtros ambientais associados ao padrão de colonização das assembleias, por outro lado, quando a assembleia está sujeita aos efeitos antropogênicos, as variáveis ambientais associadas à qualidade ambiental assumem maior importância. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi analisar a riqueza e a composição de peixes de riachos amostrados em diferentes níveis de urbanização, buscando evidenciar se o efeito reflete diretamente na estrutura das assembleias. As amostragens foram realizadas em 31 locais distribuídos em três microbacias na bacia Rio Ivinhema, Alto Rio Paraná, no período de 2003 a 2011. Com base nas variáveis ambientais, físico-químicos da água e análise do uso e ocupação do solo as microbacias foram classificadas em diferentes níveis de urbanização (baixo, médio e alto). Foram amostrados um total 4.320 indivíduos, dos quais foram registradas 57 espécies de peixes. Os locais amostrados com influência média da urbanização apresentaram maior riqueza de espécies, entretanto, os locais amostrados com alta influência da urbanização apresentaram menor riqueza de espécies. Dessa forma, constatamos que a urbanização influencia diretamente na integridade ambiental, que pode levar a homogeneização das assembleias de riachos.
Assuntos
Animais , Análise do Solo , Bacias Fluviais/análise , Peixes/classificação , Peixes/crescimento & desenvolvimento , Poluição Ambiental/análise , Urbanização , Usos do Solo , Água/análise , Água/químicaResumo
The colonization pattern of fish assemblages in streams is often studied in the context of environmental filters. On the other hand, when fish assemblages are subjected to anthropogenic effects, variables associated with environmental quality assume more importance. Therefore, this work evaluated the richness and composition of fish from streams sampled at different urbanization levels, aiming to determine any direct effects on the structure of fish assemblages. To accomplish this, samples were collected from 2003 to 2011 at 31 sites distributed among 3 microbasins in the Rio Ivinhema Basin, Alto Rio Paraná. Based on environmental variables, physicochemical of the water and analysis of the use and occupation of the soil, the microbasins were classified into different urbanization levels (low, medium and high). A total of 4,320 individuals were sampled, out of which 57 fish species were recorded. Sampled sites with medium urbanization level presented higher richness compared to sampled sites with high urbanization level which presented lower richness. Species richness in these sites was explained mainly by water temperature and water velocity. Results confirmed that urbanization does directly affect environmental integrity, which, in turn, can lead to the homogenization of stream assemblages.(AU)
Estudos sobre assembleias de peixes em riachos enfatizam o papel dos filtros ambientais associados ao padrão de colonização das assembleias, por outro lado, quando a assembleia está sujeita aos efeitos antropogênicos, as variáveis ambientais associadas à qualidade ambiental assumem maior importância. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi analisar a riqueza e a composição de peixes de riachos amostrados em diferentes níveis de urbanização, buscando evidenciar se o efeito reflete diretamente na estrutura das assembleias. As amostragens foram realizadas em 31 locais distribuídos em três microbacias na bacia Rio Ivinhema, Alto Rio Paraná, no período de 2003 a 2011. Com base nas variáveis ambientais, físico-químicos da água e análise do uso e ocupação do solo as microbacias foram classificadas em diferentes níveis de urbanização (baixo, médio e alto). Foram amostrados um total 4.320 indivíduos, dos quais foram registradas 57 espécies de peixes. Os locais amostrados com influência média da urbanização apresentaram maior riqueza de espécies, entretanto, os locais amostrados com alta influência da urbanização apresentaram menor riqueza de espécies. Dessa forma, constatamos que a urbanização influencia diretamente na integridade ambiental, que pode levar a homogeneização das assembleias de riachos.(AU)
Assuntos
Animais , Peixes/classificação , Peixes/crescimento & desenvolvimento , Bacias Fluviais/análise , Urbanização , Água/análise , Água/química , Usos do Solo , Análise do Solo , Poluição Ambiental/análiseResumo
Salt stress and heavy metal are instigating hazard to crops, menace to agricultural practices. Single and combined stresses affecting adversely to the growth and metabolism of plants. To explore salt and heavy metal resistant plant lines as phytoremediants is a need of time. Physiological responses are main adaptive responses of the plants towards stresses. This response varies with species and ecotype as well as type and level of stress. Two cucurbit weeds from two ecotypes were selected to evaluate their physiological adaptations against independent and combined stresses of various levels of salt (NaCl) and heavy metal (NiCl2). Various physiological parameters like water potential, osmotic potential, pressure potential, CO2 assimilation rate, stomatal conductance, chlorophyll a and b, carotenoids, and production of adaptive chemicals like SOD, CAT, proteins, sugars and proline were studied. Citrullus colocynthis showed more adaptive response than Cucumis melo agrestis and desert ecotype was more successful than agricultural ecotype against stresses.
O estresse salino e os metais pesados são um perigo instigante para as plantações e uma ameaça para as práticas agrícolas. Estresses simples e combinados afetam adversamente o crescimento e o metabolismo das plantas. Explorar linhagens de plantas resistentes a sais e metais pesados como fitorremediantes é uma necessidade de tempo. As respostas fisiológicas são as principais respostas adaptativas das plantas aos estresses. Essas respostas variam de acordo com a espécie e o ecótipo, bem como com o tipo e o nível de estresse. Duas plantas daninhas cucurbitáceas de dois ecótipos foram selecionadas para avaliar suas adaptações fisiológicas frente a estresses independentes e combinados de vários níveis de sal (NaCl) e metal pesado (NiCl2). Vários parâmetros fisiológicos, como potencial hídrico, potencial osmótico, potencial de pressão, taxa de assimilação de CO2, condutância estomática, clorofila a e b, carotenoides e produção de produtos químicos adaptativos, por exemplo, SOD, CAT, proteínas, açúcares e prolina, foram estudados. Citrullus colocynthis apresentou resposta mais adaptativa do que Cucumis melo agrestis e o ecótipo deserto foi mais bem-sucedido do que o ecótipo agrícola contra estresses.
Assuntos
Biodegradação Ambiental , Metais Pesados/efeitos adversos , Citrullus , Controle de Plantas Daninhas , Estresse SalinoResumo
Abstract Chromium (VI) a highly toxic metal, a major constituent of industrial waste. It is continuously release in soil and water, causes environmental and health related issues, which is increasing public concern in developing countries like Pakistan. The basic aim of this study was isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste collected from Korangi and Lyari, Karachi (24˚52ʹ46.0ʺN 66˚59ʹ25.7ʺE and 24˚48ʹ37.5ʺN 67˚06ʹ52.6ʺE). Among total of 53 isolated strains, seven bacterial strains were selected through selective enrichment and identified on the basis of morphological and biochemical characteristics. These strains were designated as S11, S13, S17, S18, S30, S35 and S48, resistance was determined against varying concentrations of chromium (100-1500 mg/l). Two bacterial strains S35 and S48 showed maximum resistance to chromium (1600 mg/l). Bacterial strains S35 and S48 were identified through 16S rRNA sequence and showed 99% similarity to Bacillus paranthracis and Bacillus paramycoides. Furthermore, growth condition including temperature and pH were optimized for both bacterial strains, showed maximum growth at temperature 30ºC and at optimum pH 7.5 and 6.5 respectively. It is concluded that indigenous bacterial strains isolated from metal contaminated industrial effluent use their innate ability to transform toxic heavy metals to less or nontoxic form and can offer an effective tool for monitoring heavy metal contamination in the environment.
Resumo O cromo (VI), metal altamente tóxico, é um dos principais constituintes dos resíduos industriais. É liberado no solo e na água, causa problemas ambientais e de saúde de crescente preocupação pública em países em desenvolvimento como o Paquistão. O objetivo básico deste estudo foi o isolamento e a triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais coletados em Korangi e Lyari, Karachi (24˚52'46,0"N 66˚59'25,7"E e 24˚48'37,5"N 67˚06'52,6"E). Do total de 53 cepas isoladas, sete cepas bacterianas foram selecionadas por enriquecimento seletivo e identificadas com base em características morfológicas e bioquímicas. Essas cepas foram designadas como S11, S13, S17, S18, S30, S35 e S48, apresentaram alta resistência aos metais contra concentrações variáveis (100-1500 mg / l) de cromo. Já as cepas S35 e S48 foram identificadas por meio da sequência 16S rRNA e apresentaram 99% de similaridade com Bacillus paranthracis e Bacillus paramycoides. Além disso, as condições de crescimento incluindo temperatura e pH foram otimizadas e ambas as cepas bacterianas apresentaram crescimento máximo na temperatura de 30 ºC, enquanto seu pH ótimo foi observado em 7,5 e 6,5, respectivamente. Conclui-se que o potencial de resistência dessas bactérias resistentes ao cromo pode ser efetivamente utilizado na remoção de cromo de efluentes industriais contaminados. Técnicas de base biológica usando bactérias ajudarão a fornecer métodos mais baratos e ecológicos de remoção, recuperação e desintoxicação de cromo.
Assuntos
Cromo , Metais Pesados , Bacillus , Bactérias/genética , Biodegradação Ambiental , RNA Ribossômico 16S/genética , Resíduos Industriais/análiseResumo
The Amazon River basins present distinct natural and anthropogenic characteristics that influence the structure of stream habitats and their associated biota. The influence of these characteristics can be evaluated through different spatial scales. We aimed to assess the influence (with and without the effect of spatial-geographical factors) of local, macroscale, and land-use variables in the structure of stream fish assemblages of Amazonian catchments with different deforestation levels. A partial redundancy analysis and a reduced metrics model were used to assess these influences. With geographic-spatial effects, we verified that the macroscale and local variables explained the variation in fish composition, and, without the effects, land use also explained the variation in this composition. In the forested catchments, the biota was associated with streams with natural characteristics (e.g., leaf banks). In the deforested catchments, it was associated with land use, sandy catchments with higher soil density (higher capacity of degradation), and less complex streams (fewer leaf banks, more sand). The associated fish have life features linked to these characteristics (e.g., Gymnorhamphichthys rondoni associated with sand). This configuration seems to be a result of both the impact of land use in the catchment (i.e., increased erosion, increased sedimentation) and the naturally sandy constitution of the catchment as well, reflecting the sandy substrate.
A Amazônia apresenta bacias hidrográficas com características naturais e antrópicas que estão presentes em distintas escalas espaciais da paisagem e que influenciam a estrutura do habitat de riachos e sua biota associada. Nosso objetivo foi verificar a influência (com e sem o efeito de fatores espaciais e geográficos) de variáveis locais, de macroescala e uso da terra na estrutura de assembleias de peixes de riachos de microbacias amazônicas com diferentes níveis de desmatamento. A análise de redundância parcial e modelo reduzido de métricas foram realizadas para verificar essas influências. Com os efeitos geográfico-espaciais, verificou-se que as variáveis de macroescala e locais explicavam a variação da composição dos peixes, e sem os efeitos, os usos da terra também explicaram. Nas microbacias florestadas, a biota foi associada a riachos com características naturais (e.g., bancos de folhas). Nas microbacias desmatadas, foi associada a usos da terra, a microbacias arenosas com maior densidade do solo (maior capacidade de degradação) e a riachos menos complexos (menos bancos de folhas e mais areia). Os peixes associados a essas microbacias desmatadas possuem aspectos de vida atrelados a essas características (e.g., Gymnorhamphichthys rondoni associado a areia). Essa configuração parece ser um reflexo tanto do impacto do uso da terra na microbacia (i.e., maior erosão, maior sedimentação) quanto da própria constituição natural arenosa da microbacia, refletindo o substrato arenoso.
Assuntos
Animais , Bacias Hidrográficas , Ecossistema Amazônico , Conservação dos Recursos Naturais , PeixesResumo
Pesticide residues that contaminate the environment circulate within the hydrological cycle can accumulate within the food chain and cause problems to both environmental and human health. Microbes, however, are well known for their metabolic versatility and the ability to degrade chemically stable substances, including recalcitrant xenobiotics. The current study focused on bio-prospecting within Amazonian rainforest soils to find novel strains fungi capable of efficiently degrading the agriculturally and environmentally ubiquitous herbicide, glyphosate. Of 50 fungal strains isolated (using culture media supplemented with glyphosate as the sole carbon-substrate), the majority were Penicillium strains (60%) and the others were Aspergillus and Trichoderma strains (26 and 8%, respectively). All 50 fungal isolates could use glyphosate as a phosphorous source. Eight of these isolates grew better on glyphosate-supplemented media than on regular Czapek Dox medium. LC-MS revealed that glyphosate degradation by Penicillium 4A21 resulted in sarcosine and aminomethylphosphonic acid.
Resíduos de agrotóxicos que contaminam o meio ambiente circulam no ciclo hidrológico, podendo se acumular na cadeia alimentar e causar problemas tanto à saúde ambiental quanto humana. Por sua vez, microrganismos são bem conhecidos por sua versatilidade metabólica e capacidade de degradar substâncias quimicamente estáveis, incluindo xenobióticos recalcitrantes. O estudo atual se concentrou na bioprospecção nos solos da floresta amazônica para encontrar novas linhagens de fungos capazes de degradar com eficiência o herbicida onipresente na agricultura e no meio ambiente, o glifosato. Entre os 50 fungos isolados (usando meio de cultura suplementado com glifosato como única fonte de carbono), a maioria eram isolados do gênero Penicillium (60%) e os outros eram isolados de Aspergillus e Trichoderma (26 e 8%, respectivamente). Todos os 50 isolados de fungos foram capazes de usar glifosato como fonte de fósforo. Oito desses isolados cresceram melhor em meio suplementado com glifosato do que em meio Czapek Dox regular. LC-MS revelou que a degradação do glifosato por Penicillium 4A21 resultou nos metabólitos sarcosina e ácido aminometilfosfônico.
Assuntos
Animais , Aspergillus , Herbicidas/toxicidade , Microbiologia do Solo , Penicillium , TrichodermaResumo
Pesticide residues that contaminate the environment circulate within the hydrological cycle can accumulate within the food chain and cause problems to both environmental and human health. Microbes, however, are well known for their metabolic versatility and the ability to degrade chemically stable substances, including recalcitrant xenobiotics. The current study focused on bio-prospecting within Amazonian rainforest soils to find novel strains fungi capable of efficiently degrading the agriculturally and environmentally ubiquitous herbicide, glyphosate. Of 50 fungal strains isolated (using culture media supplemented with glyphosate as the sole carbon-substrate), the majority were Penicillium strains (60%) and the others were Aspergillus and Trichoderma strains (26 and 8%, respectively). All 50 fungal isolates could use glyphosate as a phosphorous source. Eight of these isolates grew better on glyphosate-supplemented media than on regular Czapek Dox medium. LC-MS revealed that glyphosate degradation by Penicillium 4A21 resulted in sarcosine and aminomethylphosphonic acid.(AU)
Resíduos de agrotóxicos que contaminam o meio ambiente circulam no ciclo hidrológico, podendo se acumular na cadeia alimentar e causar problemas tanto à saúde ambiental quanto humana. Por sua vez, microrganismos são bem conhecidos por sua versatilidade metabólica e capacidade de degradar substâncias quimicamente estáveis, incluindo xenobióticos recalcitrantes. O estudo atual se concentrou na bioprospecção nos solos da floresta amazônica para encontrar novas linhagens de fungos capazes de degradar com eficiência o herbicida onipresente na agricultura e no meio ambiente, o glifosato. Entre os 50 fungos isolados (usando meio de cultura suplementado com glifosato como única fonte de carbono), a maioria eram isolados do gênero Penicillium (60%) e os outros eram isolados de Aspergillus e Trichoderma (26 e 8%, respectivamente). Todos os 50 isolados de fungos foram capazes de usar glifosato como fonte de fósforo. Oito desses isolados cresceram melhor em meio suplementado com glifosato do que em meio Czapek Dox regular. LC-MS revelou que a degradação do glifosato por Penicillium 4A21 resultou nos metabólitos sarcosina e ácido aminometilfosfônico.(AU)
Assuntos
Animais , Microbiologia do Solo , Aspergillus , Penicillium , Trichoderma , Herbicidas/toxicidadeResumo
Honey is a suitable matrix for the evaluation of environmental contaminants including organochlorine insecticides. The present study was conducted to evaluate residues of fifteen organochlorine insecticides in honey samples of unifloral and multifloral origins from Dir, Pakistan. Honey samples (5 g each) were extracted with GC grade organic solvents and then subjected to Rotary Evaporator till dryness. The extracts were then mixed with n-Hexane (5 ml) and purified through Column Chromatography. Purified extracts (1μl each) were processed through Gas Chromatograph coupled with Electron Capture Detector (GC-ECD) for identification and quantification of the insecticides. Of the 15 insecticides tested, 46.7% were detected while 53.3% were not detected in the honey samples. Heptachlor was the most prevalent insecticide with a mean level of 0.0018 mg/kg detected in 80% of the samples followed by β-HCH with a mean level of 0.0016 mg/kg detected in 71.4% of the honey samples. Honey samples from Acacia modesta Wall. were 100% positive for Heptachlor with a mean level of 0.0048 mg/kg followed by β-HCH with a mean level of 0.003 mg/kg and frequency of 83.3%. Minimum levels of the tested insecticides were detected in the unifloral honey from Ziziphus jujuba Mill. Methoxychlor, Endosulfan, Endrin and metabolites of DDT were not detected in the studied honey samples. Some of the tested insecticides are banned in Pakistan but are still detected in honey samples indicating their use in the study area. The detected levels of all insecticides were below the Maximum Residue Levels (MRLs) and safe for consumers. However, the levels detected can cause mortality in insect fauna. The use of banned insecticides is one of the main factors responsible for the declining populations of important insect pollinators including honeybees.
O mel é uma matriz adequada para a avaliação de contaminantes ambientais, incluindo inseticidas organoclorados. O presente estudo foi conduzido para avaliar resíduos de 15 inseticidas organoclorados em amostras de mel de origem unifloral e multifloral de Dir, Paquistão. Amostras de mel (5 g cada) foram extraídas com solventes orgânicos de grau GC e, em seguida, submetidas ao evaporador rotativo até a secura. Os extratos foram então misturados com n-hexano (5 ml) e purificados por cromatografia em coluna. Os extratos purificados (1μl cada) foram processados através de cromatógrafo gasoso acoplado a detector de captura de elétrons (GC-ECD) para identificação e quantificação dos inseticidas. Dos 15 inseticidas testados, 46,7% foram detectados enquanto 53,3% não foram detectados nas amostras de mel. O heptacloro foi o inseticida mais prevalente com um nível médio de 0,0018 mg / kg detectado em 80% das amostras, seguido por β-HCH com um nível médio de 0,0016 mg / kg detectado em 71,4% das amostras de mel. Amostras de mel da parede de Acacia modesta foram 100% positivos para heptacloro com um nível médio de 0,0048 mg / kg seguido por β-HCH com um nível médio de 0,003 mg / kg e frequência de 83,3%. Níveis mínimos dos inseticidas testados foram detectados no mel unifloral de Ziziphus jujuba da usina. Metoxicloro, Endosulfan, Endrin e metabólitos do DDT não foram detectados nas amostras de mel estudadas. Alguns dos inseticidas testados são proibidos no Paquistão, mas ainda são detectados em amostras de mel, indicando seu uso na área de estudo. Os níveis detectados de todos os inseticidas estavam abaixo dos Níveis Máximos de Resíduos (MRLs) e seguros para os consumidores. No entanto, os níveis detectados podem causar mortalidade na fauna de insetos. O uso de inseticidas proibidos é um dos principais fatores responsáveis pelo declínio das populações de importantes insetos polinizadores, incluindo as abelhas.