Utilization of solid residue from shrimp culture biofloc system for microalgae Navicula sp. production / Utilização do resíduo sólido de cultivo de camarão em sistema de biofloco para produção da microalga Navicula sp.

The objective of this study was to evaluate the growth of microalgae Navicula sp. using solid residue from a biofloc cultivation system as culture medium compared to Conway medium. Two experiments were conducted with and without the addition of trace metals, in which each experiment had five treatments with three replicates each: R0C100 (100% Conway); R25C75 (25% residue and 75% Conway); R50C50 (50% residue and 50% Conway), R75C25 (75% residue and 25% Conway) e R100C0 (100% residue). The cultures were performed in Erlenmeyer flasks of 1 L for 10 days, with full photoperiod and initial innoculum of 5x104 cells. mL-1. Daily counts were carried out to monitor the maximum cell density, doubling time and growth rate. The pH and temperature were measured at the beginning and at the end of the experiments. For statistical analysis were used the Cochran, Shapiro Wilk, ANOVA and Tukey (P <0.05) tests. The pH and temperature remained within the cultivation patterns in the two experiments. The culture medium with shrimp culture biofloc residue had similar result to the Conway medium, and displayed satisfactory for the development of microalgae Navicula sp., highlighting that the presence of trace metals has encouraged the growth of the species.(AU)

O objetivo do trabalho foi avaliar o crescimento da microalga Navicula sp. utilizando resíduo sólido de um cultivo em sistema de bioflocos como meio de cultura em comparação ao meio Conway. Foram realizados dois experimentos, com e sem adição de metais traços, sendo que cada experimento teve cinco tratamentos com três repetições cada um: R0C100 (100% Conway); R25C75 (25% resíduo e 75% Conway); R50C50 (50% resíduo e 50% Conway), R75C25 (75% resíduo e 25% Conway) e R100C0 (100% resíduo). Os cultivos de alga foram realizados em erlenmeyers de 1 L durante 10 dias, com fotoperíodo integral e inóculo inicial de 5x104 cél. mL-1. Realizaram-se contagens diárias para acompanhamento da densidade celular máxima, tempo de duplicação e velocidade de crescimento. O pH e a temperatura foram mensurados no início e no final dos experimentos. Para as análises estatísticas, utilizaram-se os testes de Cochran, Shapiro Wilk, ANOVA e Tukey (P < 0,05). O pH e a temperatura mantiveram-se dentro dos padrões de cultivo nos dois experimentos. O meio de cultura com resíduo de cultivo de camarão em biofloco apresentou resultado semelhante ao do meio Conway e mostrou-se satisfatório para o desenvolvimento da microalga Navicula sp., ressaltando que a presença de metais traços favoreceu o crescimento da espécie.(AU)

Utilization of solid residue from shrimp culture biofloc system for microalgae Navicula sp. production / Utilização do resíduo sólido de cultivo de camarão em sistema de biofloco para produção da microalga Navicula sp

The objective of this study was to evaluate the growth of microalgae Navicula sp. using solid residue from a biofloc cultivation system as culture medium compared to Conway medium. Two experiments were conducted with and without the addition of trace metals, in which each experiment had five treatments with three replicates each: R0C100 (100% Conway); R25C75 (25% residue and 75% Conway); R50C50 (50% residue and 50% Conway), R75C25 (75% residue and 25% Conway) e R100C0 (100% residue). The cultures were performed in Erlenmeyer flasks of 1 L for 10 days, with full photoperiod and initial innoculum of 5x104 cells. mL-1. Daily counts were carried out to monitor the maximum cell density, doubling time and growth rate. The pH and temperature were measured at the beginning and at the end of the experiments. For statistical analysis were used the Cochran, Shapiro Wilk, ANOVA and Tukey (P <0.05) tests. The pH and temperature remained within the cultivation patterns in the two experiments. The culture medium with shrimp culture biofloc residue had similar result to the Conway medium, and displayed satisfactory for the development of microalgae Navicula sp., highlighting that the presence of trace metals has encouraged the growth of the species.

O objetivo do trabalho foi avaliar o crescimento da microalga Navicula sp. utilizando resíduo sólido de um cultivo em sistema de bioflocos como meio de cultura em comparação ao meio Conway. Foram realizados dois experimentos, com e sem adição de metais traços, sendo que cada experimento teve cinco tratamentos com três repetições cada um: R0C100 (100% Conway); R25C75 (25% resíduo e 75% Conway); R50C50 (50% resíduo e 50% Conway), R75C25 (75% resíduo e 25% Conway) e R100C0 (100% resíduo). Os cultivos de alga foram realizados em erlenmeyers de 1 L durante 10 dias, com fotoperíodo integral e inóculo inicial de 5x104 cél. mL-1. Realizaram-se contagens diárias para acompanhamento da densidade celular máxima, tempo de duplicação e velocidade de crescimento. O pH e a temperatura foram mensurados no início e no final dos experimentos. Para as análises estatísticas, utilizaram-se os testes de Cochran, Shapiro Wilk, ANOVA e Tukey (P < 0,05). O pH e a temperatura mantiveram-se dentro dos padrões de cultivo nos dois experimentos. O meio de cultura com resíduo de cultivo de camarão em biofloco apresentou resultado semelhante ao do meio Conway e mostrou-se satisfatório para o desenvolvimento da microalga Navicula sp., ressaltando que a presença de metais traços favoreceu o crescimento da espécie.

Evaluation of phytotoxicity of municipal landfill leachate before and after biological treatment

p>In the present study, leachate toxicity of a municipal solid waste landfill located in the Sinos River Valley region (southern Brazil) was evaluated using plant bioassays. Leachate toxicity was assessed by analysis of seed germination and root elongation of lettuce ( italic>Lactuca sativa /italic> L.) and rocket plant ( italic>Eruca sativa /italic> Mill.) and root elongation of onions ( italic>Allium cepa /italic> L.). Bioassays were performed by exposing the seeds of italic>L. sativa /italic> and italic>E. sativa /italic> and the roots of italic>A. cepa /italic> to raw leachate, treated leachate (biological treatment) and negative control (tap water). The levels of metals detected in both samples of leachate were low, and raw leachate showed high values for ammoniacal nitrogen and total Kjeldahl nitrogen. There is a reduction in the values of several physicochemical parameters, which demonstrates the efficiency of the treatment. Both italic>L. sativa /italic> and italic>A. cepa /italic>showed a phytotoxic response to landfill leachate, showing reduced root elongation. However, the responses of these two plant species were different. Root elongation was significantly lower in italic>A. cepa /italic> exposed to treated leachate, when compared to negative control, but did not show any difference when compared to raw leachate. In italic>L. sativa /italic>, seeds exposed to the raw leachate showed significant reduction in root elongation, when compared to treated leachate and negative control. Seed germination showed no difference across the treatments. The results of the study show that plant species respond differently and that municipal solid waste landfill leachate show phytotoxicity, even after biological treatment. /p>

p>No presente trabalho, a toxicidade do lixiviado (chorume) de um aterro sanitário municipal, localizado na região do Vale do Rio dos Sinos, foi avaliada utilizando bioensaios em plantas. A toxicidade do chorume foi analisada pelo teste de germinação e crescimento radicular de alface ( italic>Lactuca sativa /italic> L.) e rúcula ( italic>Eruca sativa /italic> Mill.) e pelo teste de crescimento radicular em cebola ( italic>Allium cepa /italic> L.). Os bioensaios foram realizados com a exposição de sementes de italic>L. sativa /italic> e italic>E. sativa /italic> e raízes de italic>A. cepa /italic> a amostras de chorume bruto, tratado por processo biológico e controle negativo (água de abastecimento público). Os níveis de metais detectados nas amostras de chorume foram baixos, e o chorume bruto apresentou valores elevados de nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl total. Ocorreu redução nos valores de vários parâmetros físico-químicos, demonstrando a eficiência do tratamento biológico. Os resultados indicam fitotoxicidade do chorume em italic>L. sativa /italic> e italic>A. cepa, /italic> evidenciada pela redução do crescimento radicular. Entretanto, as respostas destas duas espécies diferiram. O crescimento radicular foi significativamente inferior em italic>A. cepa /italic> exposta ao chorume tratado quando comparado ao controle negativo, mas não apresentou diferença quando comparado ao chorume bruto. Em italic>L. sativa /italic>, a exposição das sementes ao chorume bruto causou redução no crescimento radicular quando comparado com o chorume tratado e controle negativo. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos para o parâmetro germinação de sementes. Os resultados deste trabalho indicam que as espécies de plantas estudadas são diferentes em suas respostas e que o chorume apresenta toxicidade, mesmo após o tratamento biológico. /p>

Evaluation of phytotoxicity of municipal landfill leachate before and after biological treatment / Avaliação da fitotoxicidade de chorume de aterro sanitário antes e após tratamento biológico

In the present study, leachate toxicity of a municipal solid waste landfill located in the Sinos River Valley region (southern Brazil) was evaluated using plant bioassays. Leachate toxicity was assessed by analysis of seed germination and root elongation of lettuce (Lactuca sativa L.) and rocket plant (Eruca sativa Mill.) and root elongation of onions (Allium cepa L.). Bioassays were performed by exposing the seeds ofL. sativa and E. sativa and the roots of A. cepa to raw leachate, treated leachate (biological treatment) and negative control (tap water). The levels of metals detected in both samples of leachate were low, and raw leachate showed high values for ammoniacal nitrogen and total Kjeldahl nitrogen. There is a reduction in the values of several physicochemical parameters, which demonstrates the efficiency of the treatment. Both L. sativa and A. cepa showed a phytotoxic response to landfill leachate, showing reduced root elongation. However, the responses of these two plant species were different. Root elongation was significantly lower in A. cepa exposed to treated leachate, when compared to negative control, but did not show any difference when compared to raw leachate. In L. sativa, seeds exposed to the raw leachate showed significant reduction in root elongation, when compared to treated leachate and negative control. Seed germination showed no difference across the treatments. The results of the study show that plant species respond differently and that municipal solid waste landfill leachate show phytotoxicity, even after biological treatment.(AU)

No presente trabalho, a toxicidade do lixiviado (chorume) de um aterro sanitário municipal, localizado na região do Vale do Rio dos Sinos, foi avaliada utilizando bioensaios em plantas. A toxicidade do chorume foi analisada pelo teste de germinação e crescimento radicular de alface (Lactuca sativa L.) e rúcula (Eruca sativa Mill.) e pelo teste de crescimento radicular em cebola (Allium cepa L.). Os bioensaios foram realizados com a exposição de sementes de L. sativa e E. sativa e raízes de A. cepa a amostras de chorume bruto, tratado por processo biológico e controle negativo (água de abastecimento público). Os níveis de metais detectados nas amostras de chorume foram baixos, e o chorume bruto apresentou valores elevados de nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl total. Ocorreu redução nos valores de vários parâmetros físico-químicos, demonstrando a eficiência do tratamento biológico. Os resultados indicam fitotoxicidade do chorume em L. sativa e A. cepa, evidenciada pela redução do crescimento radicular. Entretanto, as respostas destas duas espécies diferiram. O crescimento radicular foi significativamente inferior em A. cepa exposta ao chorume tratado quando comparado ao controle negativo, mas não apresentou diferença quando comparado ao chorume bruto. Em L. sativa, a exposição das sementes ao chorume bruto causou redução no crescimento radicular quando comparado com o chorume tratado e controle negativo. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos para o parâmetro germinação de sementes. Os resultados deste trabalho indicam que as espécies de plantas estudadas são diferentes em suas respostas e que o chorume apresenta toxicidade, mesmo após o tratamento biológico.(AU)

Microbial dynamics during azo dye degradation in a UASB reactor supplied with yeast extract

The present work aimed to investigate the microbial dynamics during the anaerobic treatment of the azo dye blue HRFL in bench scale upflow anaerobic sludge bed (UASB) reactor operated at ambient temperature. Sludge samples were collected under distinct operational phases, when the reactor were stable (low variation of color removal), to assess the effect of glucose and yeast extract as source of carbon and redox mediators, respectively. Reactors performance was evaluated based on COD (chemical oxygen demand) and color removal. The microbial dynamics were investigated by PCR-DGGE (Polimerase Chain Reaction - Denaturing Gradient of Gel Electrophoresis) technique by comparing the 16S rDNA profiles among samples. The results suggest that the composition of microorganisms changed from the beginning to the end of the reactor operation, probably in response to the presence of azo dye and/or its degradation byproducts. Despite the highest efficiency of color removal was observed in the presence of 500 mg/L of yeast extract (up to 93%), there were no differences regarding the microbial profiles that could indicate a microbial selection by the yeast extract addition. On the other hand Methosarcina barkeri was detected only in the end of operation when the best efficiencies on color removal occurred. Nevertheless the biomass selection observed in the last stages of UASB operation is probably a result of the washout of the sludge in response of accumulation of aromatic amines which led to tolerant and very active biomass that contributed to high efficiencies on color removal.

Tratamento de efluentes de cultivos de tilápia do nilo (Oreochromis niloticus) com a microalga Spirulina platensis / Wastewater treatment from a cultivation of nile tilapia (Oreochromis niloticus) with microalgae Spirulina platensis

No presente trabalho, a microalga Spirulina platensis foi utilizada para promover o tratamento da água proveniente de cultivo da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Foram realizados 5 tratamentos (VD, CD, CS, SI e SE). Em VD os peixes foram cultivados em água verde e doce, obtida de um tanque de piscicultura, contendo diversas espécies de microalgas. Em CD, os alevinos de tilápia foram cultivados em águas claras e doce, ou seja, sem a presença de microalgas nativas. Em CS, os alevinos, previamente aclimatados, foram cultivados em água clara com salinidade 10. No tratamento realizado no sistema interno (SI), a microalga S. platensis foi cultivada em uma piscina de 1.500 L contendo o efluente de tilápia com iluminação artificial e no tratamento SE, a microalga foi cultivada em uma caixa de 1.500 L, contendo o efluente do cultivo dos peixes em águas claras com salinidade 10 (CS) com iluminação natural. [...] Os resultados revelaram que o crescimento dos peixes, em peso (P) e comprimento (L) finais do tratamento VD (P = 12,25 ± 0,50 g e L = 7,1 ± 0,1 cm) foram superiores aos dos tratamentos CD (P = 9,19 ± 0,59 g e L = 6,3 ± 0,1 cm) e CS (P = 9,90 ± 0,69 g e L = 6,7 ± 0,1 cm). A densidade celular máxima de S. platensis obtida no tratamento SE foi de 322 mil tricomas mL-1, enquanto que em SI foi de 550 mil tricomas mL-1, que resultou na maior produção de biomassa seca de S. platensis (0,22 g L-1) e produtividade máxima de 0,02 g L-1 dia-1. SI também foi o tratamento com a melhor redução das concentrações de amônia, nitritos, nitratos e fosfatos, em mais 95%, o que deixou os níveis dos nutrientes no efluente abaixo dos estabelecidos como referência pela resolução nº 357 do CONAMA, tornando essa água apta para o reuso no cultivo dos peixes ou descarte no ambiente natural.

In this study, the microalgae Spirulina platensis was used to promote the treatment of the water from a cultivation of Nile tilapia ( Oreochromis niloticus ). Five treatments were carried (VD, CD, CS, SI and SE). In VD, fish were cultivated in fresh green water from a fish culture tank, containing several species of microalgae. In CD, tilapia fingerlings were cultivated in fresh clear water, without the presence of native microalgae. In CS, fingerlings, previously acclimated, were cultivated in clear water with salinity 10. In the treatment carried on the internal system (SI), the microalgae were cultured in a 1,500 L pool with tilapia effluent and artificial lighting. In the treatment SE, microalgae S. platensis were cultured with natural lighting in a 1,500 L boxe containing only the effluent of the fish cultivated in the clear water with salinity 10 (CS).[...] The results showed that fish growth in weight (W) and length (L) of treatment VD (W = 12.25 ± 0.50 g and L = 7.1 ± 0.1 cm) were higher than the treatments CD (W = 9.19 ± 0.59 g and L = 6.3 ± 0.1 cm) and CS (P = 9.90 ± 0.69 g and L = 6.7 ± 0.1 cm). The maximum cell density of S. platensis obtained in the treatment SE was 322,000 trichomes mL - 1 , whereas in SI were obtained 550,000 trichomes mL - 1 , which resulted i n the greatest production of dry biomass of S. platensis (0.22 g L - 1) and maximum yield ( 0.02 g L - 1 day - 1 ). SI was also the treatment which better reduced ammonia, nitrites, nitrates and phosphates concentrations ( 95% ) , leaving the effluent nutrients leve ls below to those established by nº 357 CONAMA Resolution, making the water suitable for reuse in the fish culture or to be disposal in the natural environment.

Tratamento de efluentes de cultivos de tilápia do nilo (Oreochromis niloticus) com a microalga Spirulina platensis / Wastewater treatment from a cultivation of nile tilapia (Oreochromis niloticus) with microalgae Spirulina platensis

No presente trabalho, a microalga Spirulina platensis foi utilizada para promover o tratamento da água proveniente de cultivo da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Foram realizados 5 tratamentos (VD, CD, CS, SI e SE). Em VD os peixes foram cultivados em água verde e doce, obtida de um tanque de piscicultura, contendo diversas espécies de microalgas. Em CD, os alevinos de tilápia foram cultivados em águas claras e doce, ou seja, sem a presença de microalgas nativas. Em CS, os alevinos, previamente aclimatados, foram cultivados em água clara com salinidade 10. No tratamento realizado no sistema interno (SI), a microalga S. platensis foi cultivada em uma piscina de 1.500 L contendo o efluente de tilápia com iluminação artificial e no tratamento SE, a microalga foi cultivada em uma caixa de 1.500 L, contendo o efluente do cultivo dos peixes em águas claras com salinidade 10 (CS) com iluminação natural. [...] Os resultados revelaram que o crescimento dos peixes, em peso (P) e comprimento (L) finais do tratamento VD (P = 12,25 ± 0,50 g e L = 7,1 ± 0,1 cm) foram superiores aos dos tratamentos CD (P = 9,19 ± 0,59 g e L = 6,3 ± 0,1 cm) e CS (P = 9,90 ± 0,69 g e L = 6,7 ± 0,1 cm). A densidade celular máxima de S. platensis obtida no tratamento SE foi de 322 mil tricomas mL-1, enquanto que em SI foi de 550 mil tricomas mL-1, que resultou na maior produção de biomassa seca de S. platensis (0,22 g L-1) e produtividade máxima de 0,02 g L-1 dia-1. SI também foi o tratamento com a melhor redução das concentrações de amônia, nitritos, nitratos e fosfatos, em mais 95%, o que deixou os níveis dos nutrientes no efluente abaixo dos estabelecidos como referência pela resolução nº 357 do CONAMA, tornando essa água apta para o reuso no cultivo dos peixes ou descarte no ambiente natural.(AU)

In this study, the microalgae Spirulina platensis was used to promote the treatment of the water from a cultivation of Nile tilapia ( Oreochromis niloticus ). Five treatments were carried (VD, CD, CS, SI and SE). In VD, fish were cultivated in fresh green water from a fish culture tank, containing several species of microalgae. In CD, tilapia fingerlings were cultivated in fresh clear water, without the presence of native microalgae. In CS, fingerlings, previously acclimated, were cultivated in clear water with salinity 10. In the treatment carried on the internal system (SI), the microalgae were cultured in a 1,500 L pool with tilapia effluent and artificial lighting. In the treatment SE, microalgae S. platensis were cultured with natural lighting in a 1,500 L boxe containing only the effluent of the fish cultivated in the clear water with salinity 10 (CS).[...] The results showed that fish growth in weight (W) and length (L) of treatment VD (W = 12.25 ± 0.50 g and L = 7.1 ± 0.1 cm) were higher than the treatments CD (W = 9.19 ± 0.59 g and L = 6.3 ± 0.1 cm) and CS (P = 9.90 ± 0.69 g and L = 6.7 ± 0.1 cm). The maximum cell density of S. platensis obtained in the treatment SE was 322,000 trichomes mL - 1 , whereas in SI were obtained 550,000 trichomes mL - 1 , which resulted i n the greatest production of dry biomass of S. platensis (0.22 g L - 1) and maximum yield ( 0.02 g L - 1 day - 1 ). SI was also the treatment which better reduced ammonia, nitrites, nitrates and phosphates concentrations ( 95% ) , leaving the effluent nutrients leve ls below to those established by nº 357 CONAMA Resolution, making the water suitable for reuse in the fish culture or to be disposal in the natural environment.(AU)

Nickel biosorption by Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa isolated from industrial wastewater

Nickel biosorption ability was evaluated in two bacterial strains: Acinetobacter baumannii UCR-2971 and Pseudomonas aeruginosa UCR-2957, resulting in greatest adsorption at pH 4.5 and a residence time of 100 minutes. Biosorption isotherms showed that the process follows the Langmuir model. The maximum adsorption rates (Nmax) were 8.8 and 5.7 mg·g-1 for A. baumannii and P. aeruginosa, respectively; however, affinity constants suggest that P. aeruginosa (K=1.28) has higher affinity for nickel than A. baumannii (K=0.68). It is suggested that both strains could be used for wastewater treatment, as long as the concentration of Ni2+ is within the range of mg·L-1.

Foi avaliada a capacidade de adsorção do Ni2+ por duas bactérias, Acinetobacter baumannii e Pseudomonas aeruginosa, em pH 4.5 com tempo de contato de 100 minutos. Isotermas de adsorção foram calculadas com as duas linhagens. Observou-se que, para ambas, o processo de adsorção está de acordo com o modelo fisicoquímico de Langmuir. A captação máxima do Ni2+ (Nmax) foi 5.7 e 8.8 mg Ni2+ g-1 para P. aeruginosa e A. baumannii, respectivamente. Não obstante, P. aeruginosa apresenta uma constante de afinidade (K=1.28) maior que A. baumannii (K=0.68). Estes resultados indicam que ambas as linhagens são adequadas para o tratamento de águas contaminadas, desde que a concentração de níquel seja da ordem de mg·L-1.