Análise morfofisiológica de Ulva ohnoi (Chlorophyta) como modelo para a avaliação do processo de biorremediação

Abstract

A intensa urbanização nas áreas costeiras aumentou o volume de efluentes depositados em rios e mares induzindo o monitoramento intensivo a fim de analisar como os organismos, que vivem nesses ambientes, reagem com este aumento de matéria orgânica. O rompimento da barragem de tratamento esgoto da CASAN em janeiro de 2021, ocasionou derramamento de dejetos orgânicos e inorgânicos na Lagoa da Conceição, Ilha de Santa Catarina, Florianópolis, afetando de forma negativa a biota local. Diante do problema, percebeu-se a necessidade de estudos para minimizar o impacto ambiental. Um dos métodos possíveis prevê o uso de macroalgas no processo de biorremediação. O presente estudo teve como objetivo avaliar possíveis alterações morfofisiológicas em espécimes de Ulva ohnoi (Linnaeus) submetidas a processo de biorremediação. Foram selecionadas duas áreas na lagoa para a coleta de água: P1 - Ponta das Almas, e P2 CASAN (água coletada na região do derramamento de efluentes). Os espécimes foram cultivados com a água do ambiente e água do mar filtrada e enriquecida com meio Von Stoch para o grupo controle. Nos experimentos foram avaliados a taxa de crescimento, pigmentos fotossintetizantes, organização celular (microscopia de luz e eletrônica) e a quantificação de nitrito, nitrato e fosfato na água no início e no final dos experimentos. Após as análises, os resultados obtidos foram comparados entre os grupos experimentais e controle através de testes estatísticos indicando que houve alterações morfofisiológicas nos espécimes dos grupos cultivados com água da lagoa. As algas dos grupos cultivados com água da lagoa demonstraram menor taxa de crescimento. Porém alta produção de amido e açúcares solúveis quando comparados ao controle. Foram observadas também alterações no formato e fluorescência dos cloroplastos dos grupos tratados, com redução nos níveis de fluorescência, resultante da redução do sistema de tilacóides e acúmulo de amido no interior dos cloroplastos. Este impacto negativo no desenvolvimento da alga possivelmente está relacionado com a baixa disponibilidade de nitrito, nitrato e fosfato, que dentre outros, são nutrientes indispensáveis para síntese de biomoléculas. Como a coleta de água para o cultivo foi realizada na estação do verão em regiões rasas com ciclagem constante da água, fatores que segundo a literatura podem justificar a redução da disponibilidade dos nutrientes mensurados. Em conclusão, os resultados mostram que o cultivo de U. ohnoi com água da lagoa provoca alterações significativas na morfologia dos espécimes. Assim, o entendimento se torna relevante para aspectos que podem ter implicações para a qualidade e a aplicabilidade da alga para fins de biorremediação nas condições da lagoa. Porém, serão necessários estudos complementares que busquem entender os mecanismos envolvidos nas respostas da alga e as possibilidades de otimização do processo.

Abstract:Intense urbanization in coastal areas has increased the volume of effluents deposited in rivers and seas, prompting intensive monitoring to analyze how organisms living in these environments react to this increase in organic matter. The collapse of CASAN's sewage treatment dam in January 2021 caused organic and inorganic waste to spill into Lagoa da Conceição, Florianópolis SC, negatively affecting the local biota. Faced with this problem, there was a need for studies to minimize the environmental impact. One of the possible methods is the use of macroalgae in the bioremediation process. The aim of this study was to evaluate possible morphophysiological changes in specimens of Ulva ohnoi (Linnaeus) submitted to a bioremediation process. Two areas in the lagoon were selected for water collection: P1 - Ponta das Almas, and P2 CASAN (water collected in the region of the effluent spill). The specimens were cultivated with water from the environment and filtered seawater enriched with Von Stoch medium for the control group. The experiments assessed growth rate, photosynthetic pigments, cell organization (light and electron microscopy) and the quantification of nitrite, nitrate and phosphate in the water at the beginning and end of the experiments. After analysis, the results obtained were compared between the experimental and control groups using statistical tests, indicating that there were morphophysiological changes in the specimens from the groups cultivated with lagoon water. The algae from the groups cultivated with lagoon water showed a lower growth rate. However, they produced more starch and soluble sugars than the control. Changes were also observed in the shape and fluorescence of the chloroplasts in the treated groups, with a reduction in fluorescence levels, resulting from a reduction in the thylakoid system and an accumulation of starch inside the chloroplasts. This negative impact on the algae's development is possibly related to the low availability of nitrite, nitrate and phosphate, which, among other things, are essential nutrients for the synthesis of biomolecules. As the water was collected for cultivation during the summer season in shallow regions with constant water cycling, factors which according to the literature may justify the reduced availability of the nutrients measured. In conclusion, the results show that the cultivation of U. ohnoi with lagoon water causes significant changes in the morphology of the specimens. This understanding is relevant to aspects that may have implications for the quality and applicability of the algae for bioremediation purposes in lagoon conditions.