Cellulase activity and dissolved organic carbon release from lignocellulose macrophyte-derived in four trophic conditions

Considering the importance of lignocellulose macrophyte-derived for the energy flux in aquatic ecosystems and the nutrient concentrations as a function of force which influences the decomposition process, this study aims to relate the enzymatic activity and lignocellulose hydrolysis in different trophic statuses. Water samples and two macrophyte species were collected from the littoral zone of a subtropical Brazilian Reservoir. A lignocellulosic matrix was obtained using aqueous extraction of dried plant material (40 °C). Incubations for decomposition of the lignocellulosic matrix were prepared using lignocelluloses, inoculums and filtered water simulating different trophic statuses with the same N:P ratio. The particulate organic carbon and dissolved organic carbon (POC and DOC, respectively) were quantified, the cellulase enzymatic activity was measured by releasing reducing sugars and immobilized carbon was analyzed by filtration. During the cellulose degradation indicated by the cellulase activity, the dissolved organic carbon daily rate and enzyme activity increased. It was related to a fast hydrolysable fraction of cellulose that contributed to short-term carbon immobilization (ca. 10 days). After approximately 20 days, the dissolved organic carbon and enzyme activity were inversely correlated suggesting that the respiration of microorganisms was responsible for carbon mineralization. Cellulose was an important resource in low nutrient conditions (oligotrophic). However, the detritus quality played a major role in the lignocelluloses degradation (i.e., enzyme activity) and carbon release.(AU)

Kinetics of the aerobic decomposition of Talauma ovata and Saccharum officinarum - doi: 10.4025/actascibiolsci.v34i4.9396

The aim of this study is to evaluate the kinetics of aerobic decomposition of Saccharum officinarum and Talauma ovata leaves. For each species, decomposition chambers (leaves and water) were set up, which were maintained under controlled conditions. Each sampling day (1, 7, 15, 30, 39, 58, 72 and 90 days), the concentrations of total organic carbon, pH and electrical conductivity (EC) were determined in the dissolved fraction, while the mass and cell wall fractions (CWF) were determined in the particulate fraction. The pH stabilization of the chambers with T. ovata and S. officinarum leaves occurred in alkaline (ca. 8 - 8.5) and close to the neutrality (ca. 7 - 7.5) environment, respectively. The EC values were on average 1.6 times higher in incubations with T. ovata leaves. The mass loss did not differ between the species (mean = 53.85%), however the decay coefficient was higher for S. officinarum (k4 = 0.007 day-1) than for T. ovata (k4 = 0.005 day-1) leaves. The CWF mass loss (mean = 50.16%) and their coefficient (0.0090 day-1) were similar. S. officinarum decomposed faster due to its high concentrations of energetic compounds of interest to the microbiota. The slower decomposition of T. ovata may have occurred due to the presence of secondary compounds with negative effects to the microorganisms.

Kinetics of the aerobic decomposition of Talauma ovata and Saccharum officinarum / Cinéticas da decomposição aeróbia de Talauma ovata e Saccharum officinarum

The aim of this study is to evaluate the kinetics of aerobic decomposition of Saccharum officinarum and Talauma ovata leaves. For each species, decomposition chambers (leaves and water) were set up, which were maintained under controlled conditions. Each sampling day (1, 7, 15, 30, 39, 58, 72 and 90 days), the concentrations of total organic carbon, pH and electrical conductivity (EC) were determined in the dissolved fraction, while the mass and cell wall fractions (CWF) were determined in the particulate fraction. The pH stabilization of the chambers with T. ovata and S. officinarum leaves occurred in alkaline (ca. 8 - 8.5) and close to the neutrality (ca. 7 - 7.5) environment, respectively. The EC values were on average 1.6 times higher in incubations with T. ovata leaves. The mass loss did not differ between the species (mean = 53.85%), however the decay coefficient was higher for S. officinarum (k4 = 0.007 day-1) than for T. ovata (k4 = 0.005 day-1) leaves. The CWF mass loss (mean = 50.16%) and their coefficient (0.0090 day-1) were similar. S. officinarum decomposed faster due to its high concentrations of energetic compounds of interest to the microbiota. The slower decomposition of T. ovata may have occurred due to the presence of secondary compounds with negative effects to the microorganisms.

O objetivo deste estudo foi avaliar as cinéticas da decomposição aeróbia de folhas de Talauma ovata e Saccharum officinarum. Para cada espécie foram montadas câmaras de decomposição (folhas e água) que foram mantidas sob condições controladas. A cada dia amostral (1, 7, 15, 30, 39, 58, 72 e 90 dias), as concentrações de carbono orgânico total, pH e condutividade elétrica (CE) foram determinadas na fração dissolvida, enquanto a massa e as frações de parede celular (FPC) foram determinadas na fração particulada. A estabilização do pH das câmaras com folhas de T. ovata e S. officinarum ocorreram em meio básico (ca. 8 - 8,5) e próximo à neutralidade (ca. 7 - 7,5), respectivamente. Os valores de CE foram em média 1,6 vezes maiores nas incubações com folhas de T. ovata. A perda de massa não diferiu entre as espécies (média = 53,85%). No entanto, o coeficiente de decaimento foi maior para as folhas de S. officinarum (k4 = 0,007 dia-1) que para T. ovata (k4 = 0,005 dia-1). As perdas de massa da FPC (média = 50,16%) e seus respectivos coeficientes (0,0090 dia-1) foram similares. S. officinarum decompôs mais rapidamente devido às elevadas concentrações de compostos energéticos de interesse para a microbiota. A decomposição mais lenta de T. ovata pode ter ocorrido pela presença de compostos secundários com efeitos negativos sobre os micro-organismos.

Inhibition of mineralization on nitrogen compounds from leachate of aquatic macrophyte: methodological adequacy - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v30i3.3610 / Inibição da mineralização de compostos nitrogenados de lixiviado de macrófita aquática: adequação metodológica - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v30i2.3610

This study aimed at establishing the adequate concentrations of nitrapyrin for effective inhibition of oxygen demand required by nitrogen compounds oxidation during aerobic mineralization of the leachate. The aquatic macrophyte Myriophyllum aquaticum was used as dissolved organic matter (DOM) source. The leachate was incubated in several chambers which contained different composition and treatments: (i) treatment with leachate (DOM), (ii) treatment with DOM plus nitrapyrin in different concentrations (10 mg L-1; 25 mg L-1 and 50 mg L-1), aiming at finding the right concentration that inhibits nitrification process, (iii) treatment with DOM plus NH4SO2 (iv) treatment containing DOM and nitrapyrin plus NH4SO2 and (v) treatment with DOM plus azide. The dissolved oxygen amount in each treatment of incubations was periodically measured. The results indicated that the ratio of 10 mg L-1 of nitrapyrin for each 10 mg C of leachate is efficient in inhibition of the oxidation of nitrogen compounds from aquatic macrophytes.

Este estudo visou estabelecer as concentrações adequadas da nitrapirina para a inibição das demandas de oxigênio produzidas pelas oxidações dos compostos nitrogenados durante a mineralização aeróbia de lixiviado, utilizando a macrófita aquática Myriophyllum aquaticum como fonte de matéria orgânica dissolvida (MOD). Para tanto, realizaram-se incubações com lixiviado com diferentes tratamentos: (i) tratamento com MOD, (ii) tratamento com MOD + nitrapirina em diferentes concentrações (10 mg L-1; 25 mg L-1 e 50 mg L-1), visando encontrar a concentração que inibisse o processo de nitrificação, (iii) tratamento com MOD + NH4SO2, (iv) tratamento com MOD + NH4SO2 + nitrapirina, e (v) tratamento com MOD + azida. A partir destas incubações, foram efetuadas medições periódicas da quantidade de oxigênio dissolvido destes tratamentos. Os resultados indicaram que a proporção de 10 mg L-1 de nitrapirina para cada 10 mg C de lixiviado é eficaz para inibir a oxidação dos compostos nitrogenados de lixiviados de macrófitas aquáticas.

Balanço de massa N e P no sistema água-sedimento de uma lagoa costeira do baixo rio Doce, ES, Brasil

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Effect of nitrogen availability on the oxygen consumption during mineralization of Scirpus cubensis from Infernão Lagoon (São Paulo-Brazil) - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v29i2.524 / Efeito da disponibilidade de nitrogênio no consumo de oxigênio durante a mineralização de Scirpus cubensis da Lagoa do Infernão (São Paulo, Brasil) - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v29i2.524

This study evaluated the influence of nitrogen additions in the oxygen uptake during decomposition of Scirpus cubensis, through laboratory assays. The dissolved oxygen, pH, electrical conductivity (EC) and water temperature were measured. The results showed an initial acidification that decreased gradually, indicating great release of reduced organic matter and subsequent CO2 formation. The decomposition chambers with greater nitrate concentrations exhibited higher pH mean values. The temporal variation of EC showed a small increase and an abrupt increase with increasing nitrate concentrations. The maximum oxygen uptake increased up to 6.37 mg L-1 of nitrate, then decreased. The deoxygenation rate showed an opposite trend from that observed for the oxygen uptake. The coefficients and maximum oxygen consumption related to the particulate detritus mineralization tended to increase with increasing nitrate concentration. The increase in nitrate levels affected the decomposition of each organic matter fraction in different ways, with the particulate organic matter being more easily degraded in richer nitrate concentrations than the dissolved organic matter.

Neste estudo, avaliou-se a influência de adições de nitrogênio no consumo de oxigênio durante a decomposição de Scirpus cubensis, por meio de ensaios de laboratório. Foram determinados: as concentrações de oxigênio dissolvido, o pH, a condutividade elétrica e a temperatura da água. Os resultados mostraram acidificação inicial que diminuíram gradualmente, indicando grande liberação de matéria orgânica reduzida e formação subseqüente de CO2. As câmaras de decomposição com maiores concentrações de nitrato apresentaram valores de pH mais alto. A condutividade elétrica mostrou pequeno incremento com o passar do tempo e aumento abrupto com a intensificação das concentrações de nitrato. O consumo de oxigênio máximo global aumentou até a concentração de nitrato de 6,37 mg L-1, depois decresceu. Os coeficientes globais de consumo de oxigênio apresentaram uma tendência oposta às quantidades máximas de oxigênio consumido. Os coeficientes de consumo de oxigênio, relacionados com a mineralização das frações particuladas, tenderam a aumentar com a elevação da concentração de nitrato. O aumento do nível de nitrato afetou diferentemente a decomposição das frações da matéria orgânica; a matéria orgânica particulada foi mais facilmente degradada do que a dissolvida em presença de maiores concentrações de nitrato.

Methodological test of efficiency of heterotrophic potential / Teste metodológico da eficiência do potencial de heterotrofia - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v29i2.526

This study aimed at describing the kinetic aspects of glucose aerobic mineralization by different types of microorganisms selected by filtration membranes of different pore sizes: 0.22, 0.45, 2.2 and 7.4 m, and also in glass wool. Water samples were collected from Óleo Lagoon (21º36´ S and 47º49´ W). About 30 mg of glucose was added into filtered water, and the samples were incubated in the dark at 21ºC under aerobic conditions. The dissolved oxygen consumption was determined periodically during 59 days (polarographic method; DOmeter YSI model 58). The data were fitted into a first-order kinetic model. The maximum values of consumed oxygen varied from 2.10 mg L-1 (pore size 0.22 m treatment) to 32.83 mg L-1 (pore size 0.45 m treatment). The glucose mineralization on the 0.22 m treatment showed the lowest oxygen consumption coefficient kd = 0.03 day-1 and half time (t1/2) = 23 days) and the highest value was observed on the 0.45 m treatment and 2.2 m treatment (kd = 0.08 day-1 and t1/2 = 9 days). Oxygen consumption was higher in the sample filtered into 0.45 m, suggesting that bacterivory occurred in treatments with glass wool, 2.2 and 7.4 m. The filtration into 0.22 m pore size membranes favored chemical oxidation.

Este estudo teve por objetivo descrever os aspectos cinéticos da mineralização aeróbia da glicose pela ação de diferentes tipos de microrganismos selecionados por membranas de filtração com diferentes tamanhos de poros: 0,22, 0,45, 2,2 e 7,4 m e em lã de vidro; para tanto, utilizaram-se amostras de água coletadas na lagoa do Óleo (21º36´ S e 47º49´ W). Aproximadamente 30 mg de glicose foram adicionadas à água filtrada e distribuídas em frascos escuros (1 L) que foram incubados no escuro a 21ºC sob condições aeróbias. As concentrações de oxigênio dissolvido das incubações foram determinadas periodicamente, durante 59 dias (método polarográfico; oxímetro YSI modelo 58). Os consumos acumulados de oxigênio foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Os valores máximos de oxigênio consumido variaram de 2,10 mg L-1 (no tratamento com membrana de 0,22 m) a 32,83 mg L-1 (no tratamento com membrana de 0,45 m). A mineralização da glicose, no tratamento com membrana de 0,22 m, apresentou o menor coeficiente de consumo de oxigênio (kd = 0,03 dia-1 e t1/2 = 23 dias) e o maior valor foi observado para os tratamentos de 0,45 e 2,2 m (kd = 0,08 dia-1 e t1/2 = 9 dias). O consumo de oxigênio foi maior nas amostras de água filtrada em 0,45 m, sugerindo que nos tratamentos com lã de vidro, 2,2 e 7,4 m ocorreram bacteriovorias. A f

Kinetic aspects of humic substances bleaching during biological mineralization - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v27i2.1327 / Aspectos cinéticos da descoloração de substâncias húmicas durante a mineralização biológica - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v27i2.1327

Assays were carried out to describe the kinetic aspects of biological bleaching of humic substances during its mineralization. Samples of aquatic plant and water (Oxycaryum cubense) were collected in the Infernão lagoon (21º 35" S and 47º 05" W; São Paulo State, Brazil). Experiments were carried out using fulvic acid (FA) and humic acid (HA) derived from leachates of O. cubense decay (120 days). FA and HA were added to 450 mL of lagoon water and incubated under high and low dissolved oxygen concentrations and at three temperatures. The optical density was monitored (95 days) and the data were fitted to first-order kinetic model. The processes involved with bleaching were favored with increasing temperature only during HA mineralization at low dissolved oxygen availability, indicating that in the Infernão lagoon, the biological bleaching of HA is more effective between November and April. Overall, FA presented higher bleaching coefficients than HA. Low HA bleaching coefficients are probably due to the complexity of the chemical structures and its transformation in FA

Ensaios foram realizados para descrever aspectos cinéticos da descoloração de substâncias húmicas (SH) durante sua mineralização biológica. Amostras de água e de planta aquática (Oxycaryum cubense) foram coletadas na lagoa do Infernão (21º 35S e 47º 05W; estado de São Paulo, Brasil). Os experimentos foram realizados usando ácidos fúlvico (AF) e húmico (AH) obtidos da degradação (120 dias) dos lixiviados de O. cubense. Os AF e AH foram adicionados a 450 mL de água da lagoa e incubados sob condições de altas e baixas concentrações de oxigênio dissolvido e em três temperaturas. A densidade óptica foi monitorada (95 dias) e os dados foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Os processos envolvidos com a descoloração das SH foram favorecidos com o aumento da temperatura, somente na mineralização dos AH sob condições de baixa disponibilidade de oxigênio dissolvido; indicando que na lagoa do Infernão, a descoloração biológica dos AH seja favorecida de novembro a abril. De maneira geral, os AF apresentaram coeficientes de descoloração mais altos que os HA. Os coeficientes baixos de descoloração dos AH provavelmente relacionaram-se com a complexidade das estruturas químicas e com sua transformação em AF

A dinâmica costeira e os processos erosivos na foz do Rio Doce, Espírito Santo Brasil

O rio Doce é um dos maiores rios da região sudeste do Brasil, com sua foz situada no município de Regência (19,6ºS e 39,8W). O clima é do tipo Aw, com verão quente e úmido. Esta pesquisa foi desenvolvida entre 1993 e 1998, com o objetivo de avaliar a influência da dinâmica costeira e dos processos erosivos na geomorfologia da foz do rio Doce. Foram realizadas análises texturais e químicas, incluindo teor de fósforo total e % matéria orgânica, em amostras de solos e sedimentos. Os resultados mostraram que o sistema fluvial é fortemente influenciado pelos fatores litológicos locais, e pela interferência humana sobre a vegetação nativa. A foz do rio Doce mostrou um acelerado processo de erosão de suas margens, com grande capacidade de transporte de material dissolvido e em suspensão, principalmente durante as chuvas. Uma nova descrição cartográfica baseada na geomorfologia da região, foi apresentada neste trabalho. Palavras-chave: Dinâmica costeira, Processos erosivos, Rio Doce, Sedimentação, Brasil.

The effect of temperature on the glucose cycling and oxygen uptake rates in the Infernão Lagoon water, state of São Paulo, Brazil / O efeito da temperatura sobre as taxas de ciclagem de glicose e do consumo de oxigênio na água da Lagoa do Infernão, Estado de São Paulo, Brasil

Experiments were carried out to verify the temperature effect on the mineralization process of an artificial source of organic matter. Incubations were prepared with water samples from the Infernão Lagoon (21º35S and 47º51W), enriched with glucose (20 mg.L-1). Bottles were kept with and without aeration for 8 days. Glucose and oxygen concentrations were registered; the results were adjusted to first order kinetic models. The Q10 of each process was estimated by the reaction coefficients obtained. Temperature had greater influence on the process of oxygen consumption (Q10=6.23) than on glucose decay. For glucose consumption, the anaerobic process was more sensitive (Q10=3.30) to temperature than the aerobic one (Q10=1.12). Results suggest that in the Infernão Lagoon the anaerobic cycling processes are favored in warmer seasons whereas, in colder months, the aerobic process may prevail.

Experimentos foram realizados para verificar o efeito da temperatura sobre os processos de mineralização de uma fonte artificial de matéria orgânica. Para tanto, prepararam-se incubações com amostras de água da lagoa do Infernão (21º35S e 47º51W) enriquecidas com glicose (20mg.L-1). As garrafas foram mantidas com e sem aeração durante 8 dias. As concentrações de glicose e de oxigênio dissolvidos foram registradas; os resultados foram ajustados a modelos cinéticos de primeira ordem. Através dos coeficientes de reação obtidos, o Q10 de cada processo foi estimado. A temperatura influenciou mais os processos de consumo de oxigênio (Q10=6,23) que os de desaparecimento da glicose. Para o consumo de glicose, o processo anaeróbio foi mais sensível (Q10=3,30) à variação de temperatura que o aeróbio (Q10=1,12). Os resultados sugerem que, na lagoa do Infernão, os processos anaeróbios de ciclagem são favorecidos nos meses mais quentes; nos meses mais frios, os processos aeróbios podem predominar.

Kinetic aspects of humic substances bleaching during biological mineralization - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v27i2.1327 / Aspectos cinéticos da descoloração de substâncias húmicas durante a mineralização biológica - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v27i2.1327

Assays were carried out to describe the kinetic aspects of biological bleaching of humic substances during its mineralization. Samples of aquatic plant and water (Oxycaryum cubense) were collected in the Infernão lagoon (21º 35" S and 47º 05" W; São Paulo State, Brazil). Experiments were carried out using fulvic acid (FA) and humic acid (HA) derived from leachates of O. cubense decay (120 days). FA and HA were added to 450 mL of lagoon water and incubated under high and low dissolved oxygen concentrations and at three temperatures. The optical density was monitored (95 days) and the data were fitted to first-order kinetic model. The processes involved with bleaching were favored with increasing temperature only during HA mineralization at low dissolved oxygen availability, indicating that in the Infernão lagoon, the biological bleaching of HA is more effective between November and April. Overall, FA presented higher bleaching coefficients than HA. Low HA bleaching coefficients are probably due to the complexity of the chemical structures and its transformation in FA

Ensaios foram realizados para descrever aspectos cinéticos da descoloração de substâncias húmicas (SH) durante sua mineralização biológica. Amostras de água e de planta aquática (Oxycaryum cubense) foram coletadas na lagoa do Infernão (21º 35S e 47º 05W; estado de São Paulo, Brasil). Os experimentos foram realizados usando ácidos fúlvico (AF) e húmico (AH) obtidos da degradação (120 dias) dos lixiviados de O. cubense. Os AF e AH foram adicionados a 450 mL de água da lagoa e incubados sob condições de altas e baixas concentrações de oxigênio dissolvido e em três temperaturas. A densidade óptica foi monitorada (95 dias) e os dados foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Os processos envolvidos com a descoloração das SH foram favorecidos com o aumento da temperatura, somente na mineralização dos AH sob condições de baixa disponibilidade de oxigênio dissolvido; indicando que na lagoa do Infernão, a descoloração biológica dos AH seja favorecida de novembro a abril. De maneira geral, os AF apresentaram coeficientes de descoloração mais altos que os HA. Os coeficientes baixos de descoloração dos AH provavelmente relacionaram-se com a complexidade das estruturas químicas e com sua transformação em AF

Effect of initial concentration of dissolved oxygen in aeration coefficient for long-term BOD experiments- DOI: 10.4025/actascibiolsci.v25i2.1976 / Efeito da concentração inicial de oxigênio no coeficiente de aeração para experimentos de DBO de longo prazo - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v25i2.1976

Long-term incubations of biochemical oxygen demand (BOD) were performed to determine the aeration coefficient derived from oxygen uptake experiments. The BOD bottles were prepared with distilled water and the incubation occurred in the dark, under controlled temperature (19.4ºC). The bottles were submitted to two different treatments based on the initial dissolved oxygen (DO) concentrations (Treatment 1: 1.43mg L-1 and Treatment 2: 7.67mg L-1). The DO concentrations were measured with an OD meter during 52 days. The results were fitted to a first-order kinetics model. The BOD bottles showed an increase in DO concentration for both treatments and the mean aeration coefficient (ka) was 0.065 a day-1. The fittings pointed to some dispersion in the ka values, and the initial concentration of DO in the BOD bottles does not interfere in the aeration process, being a random process

Incubações de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) de longo prazo foram realizadas para determinar o coeficiente de aeração proveniente de experimentos de consumo de oxigênio. Os frascos de DBO foram preparados com água destilada e incubados no escuro e sob temperatura controlada (19,4ºC). Os frascos foram submetidos a dois tratamentos que foram baseados na concentração inicial de oxigênio dissolvido (OD: Tratamento 1 = 1,43mg L-1 e Tratamento 2 = 7,67mg L-1). As concentrações de OD foram determinadas com oxímetro durante 52 dias. Os resultados foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Os frascos de DBO apresentaram um incremento nas concentrações de OD para ambos os tratamentos e o coeficiente de aeração (ka) foi de 0,065 dia-1. Os ajustes apontam dispersão nos valores de ka e a concentração inicial de OD nos frascos de DBO não interferiu no processo de aeração sendo um processo aleatório

A method for investigating the heterotrophic assimilation of ammonium and nitrate through planktonic organisms / Um método de investigação da assimilação heterotrófica do amônio e nitrato por organismos planctônicos

The kinetics of assimilation of ammonium and nitrate is investigated for various predetermined concentrations of water samples extracted from the upper subsurface of the littoral zone of a small reservoir (Lake IAG) in São Paulo, Brazil ( 23º39 S and 46º37 W). Five concentrations were predetermined for added ammonium: 300; 370; 440; 650; 1280 µg.N.L-1 and nitrate: 340; 590; 890; 1090; 1590 µg.N.L-1. The samples were maintained under dark and oxygenated at a controlled temperature of 20ºC ± 1ºC, for the period of 9 days for ammonium and 11 days for nitrate. Once a day the concentrations of ammonium and nitrate in the flasks were analyzed colorimetric method. The highest uptake rate occurred at the initial concentrations of 300 µg.N.L-1 (k = 0,23 day-1) and 340 µg.N.L-1 (k = 0,25 day-1 ) for ammonium and nitrate respectively. These results indicate that the latter concentrations are close to the ideal conditions for assimilation of ammonium and nitrate by the microorganisms in the system. It is suggested therefore that these are the concentrations at which incubation processes should be started. In addition, concentrations above 500 µg.N.L-1 for ammonium and 600 µg.N.L-1 for nitrate are likely to cause inhibition of the assimilation process. The data do not follow a simple Michaelis-Menten equation, probably because some inhibition in the assimilation occurred.

O presente estudo tem por objetivo descrever os processos de assimilação do amônio e nitrato através de ajustes cinéticos de assimilação em função de concentrações preestabelecidas. Para a execução dos experimentos foram coletadas amostras de água da subsuperfície da região litorânea do reservatório denominado "Lago do IAG". Este reservatório situa-se na área do Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), 23º39S e 46º37W, São Paulo, Brasil. Estabeleceram-se para os experimentos cinco diferentes concentrações para o amônio: 300; 370; 440; 650 e 1280 µg.L-1 de N-NH4+ e para o nitrato: 340; 590; 890; 1090 e 1590 µg.L-1 de N-NO3-. Os experimentos foram mantidos no escuro, oxigenados e à temperatura de 20oC num período de 9 dias para o amônio e 11 dias para o nitrato. A cada dia, foram determinadas as concentrações do amônio e do nitrato por colorimetria. Os resultados mostraram que o maior coeficiente de decaimento (k) para o amônio ocorreu sob a concentração inicial de 300 µg.N.L-1 (k = 0,23 dia-1) e para o nitrato o maior coeficiente foi obtido na concentração inicial de 340 µg.N.L-1 (k = 0,25 dia-1). Estes resultados fazem supor que tais concentrações estejam próximas das condições ideais de assimilação dos referidos compostos pelos microrganismos deste sistema, propondo-se, portanto, que, no caso da realização de incubações dessa natureza, os experimentos devem ser iniciad

Balanço de massa N e P no sistema água-sedimento de uma lagoa costeira do baixo rio Doce, ES, Brasil

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A dinâmica costeira e os processos erosivos na foz do Rio Doce, Espírito Santo Brasil

O rio Doce é um dos maiores rios da região sudeste do Brasil, com sua foz situada no município de Regência (19,6ºS e 39,8W). O clima é do tipo Aw, com verão quente e úmido. Esta pesquisa foi desenvolvida entre 1993 e 1998, com o objetivo de avaliar a influência da dinâmica costeira e dos processos erosivos na geomorfologia da foz do rio Doce. Foram realizadas análises texturais e químicas, incluindo teor de fósforo total e % matéria orgânica, em amostras de solos e sedimentos. Os resultados mostraram que o sistema fluvial é fortemente influenciado pelos fatores litológicos locais, e pela interferência humana sobre a vegetação nativa. A foz do rio Doce mostrou um acelerado processo de erosão de suas margens, com grande capacidade de transporte de material dissolvido e em suspensão, principalmente durante as chuvas. Uma nova descrição cartográfica baseada na geomorfologia da região, foi apresentada neste trabalho. Palavras-chave: Dinâmica costeira, Processos erosivos, Rio Doce, Sedimentação, Brasil.

A method for investigating the heterotrophic assimilation of ammonium and nitrate through planktonic organisms / Um método de investigação da assimilação heterotrófica do amônio e nitrato por organismos planctônicos

The kinetics of assimilation of ammonium and nitrate is investigated for various predetermined concentrations of water samples extracted from the upper subsurface of the littoral zone of a small reservoir (Lake IAG) in São Paulo, Brazil ( 23º39 S and 46º37 W). Five concentrations were predetermined for added ammonium: 300; 370; 440; 650; 1280 µg.N.L-1 and nitrate: 340; 590; 890; 1090; 1590 µg.N.L-1. The samples were maintained under dark and oxygenated at a controlled temperature of 20ºC ± 1ºC, for the period of 9 days for ammonium and 11 days for nitrate. Once a day the concentrations of ammonium and nitrate in the flasks were analyzed colorimetric method. The highest uptake rate occurred at the initial concentrations of 300 µg.N.L-1 (k = 0,23 day-1) and 340 µg.N.L-1 (k = 0,25 day-1 ) for ammonium and nitrate respectively. These results indicate that the latter concentrations are close to the ideal conditions for assimilation of ammonium and nitrate by the microorganisms in the system. It is suggested therefore that these are the concentrations at which incubation processes should be started. In addition, concentrations above 500 µg.N.L-1 for ammonium and 600 µg.N.L-1 for nitrate are likely to cause inhibition of the assimilation process. The data do not follow a simple Michaelis-Menten equation, probably because some inhibition in the assimilation occurred.

O presente estudo tem por objetivo descrever os processos de assimilação do amônio e nitrato através de ajustes cinéticos de assimilação em função de concentrações preestabelecidas. Para a execução dos experimentos foram coletadas amostras de água da subsuperfície da região litorânea do reservatório denominado "Lago do IAG". Este reservatório situa-se na área do Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), 23º39S e 46º37W, São Paulo, Brasil. Estabeleceram-se para os experimentos cinco diferentes concentrações para o amônio: 300; 370; 440; 650 e 1280 µg.L-1 de N-NH4+ e para o nitrato: 340; 590; 890; 1090 e 1590 µg.L-1 de N-NO3-. Os experimentos foram mantidos no escuro, oxigenados e à temperatura de 20oC num período de 9 dias para o amônio e 11 dias para o nitrato. A cada dia, foram determinadas as concentrações do amônio e do nitrato por colorimetria. Os resultados mostraram que o maior coeficiente de decaimento (k) para o amônio ocorreu sob a concentração inicial de 300 µg.N.L-1 (k = 0,23 dia-1) e para o nitrato o maior coeficiente foi obtido na concentração inicial de 340 µg.N.L-1 (k = 0,25 dia-1). Estes resultados fazem supor que tais concentrações estejam próximas das condições ideais de assimilação dos referidos compostos pelos microrganismos deste sistema, propondo-se, portanto, que, no caso da realização de incubações dessa natureza, os experimentos devem ser iniciad

Effect of initial concentration of dissolved oxygen in aeration coefficient for long-term BOD experiments- DOI: 10.4025/actascibiolsci.v25i2.1976 / Efeito da concentração inicial de oxigênio no coeficiente de aeração para experimentos de DBO de longo prazo - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v25i2.1976

Long-term incubations of biochemical oxygen demand (BOD) were performed to determine the aeration coefficient derived from oxygen uptake experiments. The BOD bottles were prepared with distilled water and the incubation occurred in the dark, under controlled temperature (19.4ºC). The bottles were submitted to two different treatments based on the initial dissolved oxygen (DO) concentrations (Treatment 1: 1.43mg L-1 and Treatment 2: 7.67mg L-1). The DO concentrations were measured with an OD meter during 52 days. The results were fitted to a first-order kinetics model. The BOD bottles showed an increase in DO concentration for both treatments and the mean aeration coefficient (ka) was 0.065 a day-1. The fittings pointed to some dispersion in the ka values, and the initial concentration of DO in the BOD bottles does not interfere in the aeration process, being a random process

Incubações de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) de longo prazo foram realizadas para determinar o coeficiente de aeração proveniente de experimentos de consumo de oxigênio. Os frascos de DBO foram preparados com água destilada e incubados no escuro e sob temperatura controlada (19,4ºC). Os frascos foram submetidos a dois tratamentos que foram baseados na concentração inicial de oxigênio dissolvido (OD: Tratamento 1 = 1,43mg L-1 e Tratamento 2 = 7,67mg L-1). As concentrações de OD foram determinadas com oxímetro durante 52 dias. Os resultados foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Os frascos de DBO apresentaram um incremento nas concentrações de OD para ambos os tratamentos e o coeficiente de aeração (ka) foi de 0,065 dia-1. Os ajustes apontam dispersão nos valores de ka e a concentração inicial de OD nos frascos de DBO não interferiu no processo de aeração sendo um processo aleatório

Tipologia dos ecossistemas lacustres costeiros do estado do Espírito Santo, Brasil

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Methodological test of efficiency of heterotrophic potential / Teste metodológico da eficiência do potencial de heterotrofia - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v29i2.526

This study aimed at describing the kinetic aspects of glucose aerobic mineralization by different types of microorganisms selected by filtration membranes of different pore sizes: 0.22, 0.45, 2.2 and 7.4 m, and also in glass wool. Water samples were collected from Óleo Lagoon (21º36´ S and 47º49´ W). About 30 mg of glucose was added into filtered water, and the samples were incubated in the dark at 21ºC under aerobic conditions. The dissolved oxygen consumption was determined periodically during 59 days (polarographic method; DOmeter YSI model 58). The data were fitted into a first-order kinetic model. The maximum values of consumed oxygen varied from 2.10 mg L-1 (pore size 0.22 m treatment) to 32.83 mg L-1 (pore size 0.45 m treatment). The glucose mineralization on the 0.22 m treatment showed the lowest oxygen consumption coefficient kd = 0.03 day-1 and half time (t1/2) = 23 days) and the highest value was observed on the 0.45 m treatment and 2.2 m treatment (kd = 0.08 day-1 and t1/2 = 9 days). Oxygen consumption was higher in the sample filtered into 0.45 m, suggesting that bacterivory occurred in treatments with glass wool, 2.2 and 7.4 m. The filtration into 0.22 m pore size membranes favored chemical oxidation.

Este estudo teve por objetivo descrever os aspectos cinéticos da mineralização aeróbia da glicose pela ação de diferentes tipos de microrganismos selecionados por membranas de filtração com diferentes tamanhos de poros: 0,22, 0,45, 2,2 e 7,4 m e em lã de vidro; para tanto, utilizaram-se amostras de água coletadas na lagoa do Óleo (21º36´ S e 47º49´ W). Aproximadamente 30 mg de glicose foram adicionadas à água filtrada e distribuídas em frascos escuros (1 L) que foram incubados no escuro a 21ºC sob condições aeróbias. As concentrações de oxigênio dissolvido das incubações foram determinadas periodicamente, durante 59 dias (método polarográfico; oxímetro YSI modelo 58). Os consumos acumulados de oxigênio foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Os valores máximos de oxigênio consumido variaram de 2,10 mg L-1 (no tratamento com membrana de 0,22 m) a 32,83 mg L-1 (no tratamento com membrana de 0,45 m). A mineralização da glicose, no tratamento com membrana de 0,22 m, apresentou o menor coeficiente de consumo de oxigênio (kd = 0,03 dia-1 e t1/2 = 23 dias) e o maior valor foi observado para os tratamentos de 0,45 e 2,2 m (kd = 0,08 dia-1 e t1/2 = 9 dias). O consumo de oxigênio foi maior nas amostras de água filtrada em 0,45 m, sugerindo que nos tratamentos com lã de vidro, 2,2 e 7,4 m ocorreram bacteriovorias. A f

Aerobic mineralization experiment for aquatic ecosystems: determination of replicas number- DOI: 10.4025/actascibiolsci.v25i2.1975 / Experimento de mineralização aeróbia para ambientes aquáticos: determinação do número de réplicas - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v25i2.1975

This study aimed to test methodological aspects related to the kinetic use of oxygen consumption as an index of mineralization process in aquatic ecosystems. The experiment comprised 10 bottles (5 liters) with water samples from Monjolinho reservoir (22º 00S and 47º 54W) enriched with glucose (20 mg.L-1). The solutions were previously oxygen saturated and during 33 days the dissolved oxygen concentration and the temperature were registered. The anaerobic processes were avoided by reaerations, when the dissolved oxygen concentrations were near to 2.0 mg.L-1. Concerning to the fitting of the grouping data, the total amount of oxygen used in the mineralization processes was 12.4 mg.L-1, with the daily rates of consumption (k1) and reaeration (k2) equals to 7.7 and 3.7%. The non-parametric analysis (Kruskal-Wallis) showed that the use of 1 bottle is sufficient to describe the temporal oxygen consumption evolution through the adopted experimental conditions. However, due to experimental variations, the use of 3 bottles was suggested

Este trabalho teve por objetivo testar aspectos metodológicos referentes ao emprego da cinética de consumo de oxigênio dissolvido (OD), como indicador dos processos de mineralização em ecossistemas aquáticos. Foram utilizados 10 frascos (vol. 5L) contendo soluções de glicose (20mg.L-1), preparadas com amostras de água da represa do Monjolinho (22º 00S e 47º 54W). As soluções foram inicialmente aeradas e durante 33 dias foram determinadas as concentrações de OD e as temperaturas. Os processos anaeróbios foram evitados através de reaerações, quando as concentrações de OD aproximaram-se de 2,0mg.L-1. A concentração média de oxigênio gasta para realizar os processos de mineralização foi 12,4mg.L-1, com taxas diárias de consumo (k1) e reoxigenação (k2) iguais a 7,7% e 3,7%, respectivamente. Com base em análise não-paramétrica (teste de Kruskal-Wallis), foi possível verificar que, para a execução de experimentos de mineralização sob as condições adotadas, a utilização de 1 frasco foi suficiente para o acompanhamento da evolução do consumo de OD. No entanto, devido às variações observadas, a utilização de 3 frascos pode ser apontada como ideal