Antimicrobial activity of microalgae growth (Chlorophyta: Chlorella vulgaris), Beijerinck, 1890
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i7.29801Keywords:
Antibiotics; Aquatic matrix; Microalgae; Growth inhibition.Abstract
Antimicrobials for domestic, hospital, veterinary and agricultural use have aroused increasing concern, due to the presence of these residues in the aquatic environment, even at very low concentrations, they can potentially interfere with the balance of aquatic biota, affecting populations of primary producers. Of the microorganisms, microalgae are considered one of the most sensitive, in addition to being more susceptible, as they are distributed throughout the aquatic environment. The present study was to evaluate the effects of antibiotic substances on the growth of the microalgae Chlorella vulgaris. The results indicate that the antibiotics, Amoxicillin, Ampicillin and Cephalexin monohydrate, belonging to the beta-lactam group, have a higher cell density compared to the control treatment, inhibiting the growth of C. vulgaris. The study suggests carrying out monitoring in the environmental matrices, mainly in the northern region, as it presents a low percentage in the conventional treatment of sanitary sewage, thus avoiding risks to the aquatic biota and human health.
References
Araújo, I. F., Loureiro, H. A., Marinho, V. H. S., Neves, F. B., Sarquis, R. S. F., Faustino, S. M. M., Yoshioka, S. A., Ferreira, R. M. A., Souto, R. N. P. & Ferreira, I. M. (2020). Larvicidal activity oh the methanolic, hydroethanolic and hexanic extracts from Acmella oleracea, solubilized with silk fibroin, against Aedes aegypti. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 24, 101550. doi: 10.1016/j.bcab.2020.101550
Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT-NBR 12648. (2018). Informação e documentação: Ecotoxicologia aquática – Toxicidade crônica – Método de ensaio com algas (Chlophyceae). Rio de Janeiro. https://www.normas.com.br/autorizar/visualizacao-nbr/4940/identificar/visitante
Ayres, M. Ayres Jr. M., Ayres, D. L. & Santos, A. A. S. (2007). Bioestat 5.0 Aplicações estatísticas nas áreas das ciências biológicas e médicas. Belém, Pará: IDSM.
Barros Neto, B., Scarmínio, I. S. & Bruns, R. E. (2010). Como fazer experimentos. Porto Alegre: Bookman.
Branco, N. M. C., Albert, A. L. M. & Romão, C. M. C. P. A. (2021). Poluentes emergentes: Antimicrobianos no ambiente, a educação ambiental e o aspecto regulatório nacional e internacional. Research, Society and Development, 10(8), 1-13. doi: 10.33448/rsd-v10i8.17083
Branco, N. M. C., Pereira, M. G., Ferreira, R. G., Spisso, B. F., Albert, A. L. M. & Romão, C. M. C. P. A. (2021). Ocorrência de antimicrobianos em águas superficiais e residuais do Município do Rio de Janeiro: uma questão de vulnerabilidade ambiental e de saúde pública. Research, Society and Development, 10(10), 1-15. doi: 10.33448./rsd/-v10i10.19000
Bottoni, P., Caroli, S. & Caracciolo, A. B. (2010) Pharmaceuticals as priority water contaminants. Toxicological & Environmental Chemistry, 92(3), 549-565. doi: 10.1080/02772241003614320
Chaves, J. R. (2020). Ocorrência de fármacos em manancial e abastecimento e em água para consumo humano: Complexo Bolonha, Belém. Dissertação (Mestrado no Instituto de Tecnologia). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Pará.
Cheng, J., Ye, Q., Yang, Z., Yang, W., Zhou, J. & Cen, K. (2017). Microstructure and antioxidant capacity of the mutant microalgae Chlorella PY-ZU1 during the removal of tilmicosin from wastewater under 15% CO2. Journal of Hazardous Materials, 324, 414-419. doi: 10.1016/j.jhazmat.2016.11.006
Crane, M., Watts, C. D. & Boucard, T. (2006). Chronic aquatic environmental risks from exposure to human pharmaceuticals. Science of the Total Environment, 367(1), 23-41. doi: 10.1016/j.scitotenv.2006.04.010
Crestana, G. B. & Silva, J. H. (2011). Fármacos residuais: Panorama de um cenário negligenciado. Revista Internacional de Direito e Cidadania, (9): 55-65.
Dias, R. V. V. (2014). Avaliação da ocorrência de microcontaminantes emergentes em sistemas de abastecimento de água e da atividade estrogênica do estinilestradiol. 158 p. Dissertação (Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos). Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte.
Drillet, G. S., Frouël, M. H., Sichlau, P. M., Jepsen, J. K., H jgaard, A. K., Joarder & Hanser, B. W. (2011). Status and recommendations on marine copepod cultivatior for use as live feed. Aquaculture, 315, 155-166. doi: 10.1016/j.aquaculture.2011.02.027
Gavrilescu, M., Demnerová, K., Asmad, J., Agathos, S. & Fava, F. (2015). Emerging pollutants in the environment: Present and future challenges in biomonitoring, ecological risks and bioremediation. New Biotechnology, 32(1), 147-156. doi: 10.1016/j.nbt.2014.01.001
Grinten, E., Pikkemaat, M. G., Van Den Brandhof, E. J., Stroomberg, G. J. & Kraak, M. H. (2010). Comparing the sensitivity of algal, cyanobacterial and bacterial bioassays to different groups of antibiotics. Chemosphere, 80(1), 1-6. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.04.011
Guo, J. (2015). Impact of Pharmaceuticals on Algal Species. 242 p. PhD thesis, University of York.
Jank, L., Hoff, R. B., Costa, F. J. & Pizzolato, T. M. (2014). Simultaneous determination of eight antibiotics from distinct classes in surface and wastewater samples by solid-phase extraction and high performance liquid chromatography-electrospray ionisation mass spectrometry. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 94(10), 1013-1037. doi: 10.1080/03067319.2014.914184
Kim, T. H., Kim, S. D., Kim, H. Y., Lim, S. J., Lee, M. & Yu, S. (2012) Degradation and toxicity assessment of sulfamethoxazole and chlortetracycline using electron beam, ozone and UV. Journal of Hazardous Materials, 227-228, 237-242. doi: 10.1016/j.jhazmat.2012.05.038
Kummerer, K. (2010). Pharmaceuticals in the Environment. Annual Review of Environment and Resources, 35, 57-75. doi: 1543-5938/10/1121-0057
Lai, H. T., Hou, J. H., Su, C.I. & Chen, C. L. (2009). Effects of chloramphenicol, florfenicol, and thiamphenicol on growth of algae Chlorella pyrenoidosa, Isochrysis galbana, and Tetraselmis chui. Ecotoxicology and Environmental Safety, 72(2), 329- 34. doi: 10.1016/j.ecoenv.2008.03.005
Lima, D. R. S., Tonucci, M. C., Libânio, M. & Aquino, S. F. (2017). Fármacos e desreguladores endócrinos em águas brasileiras: ocorrência e técnicas de remoção. Engenharia Sanitária e Ambiental, 22(6), 1043-1054. doi: 10.1590/S1413-41522017165207
Locatelli, M. A. F., Sodré, F. F. & Jardim, W. F. (2011). Determination of antibiotic in Brazilian surface Waters using liquid chromatography-electrospray tandem mass spectrometry. Archives of Environment Contamination and Toxicoly, 60(3), 385-393. doi: 10.1007/s00244-010-9550-1
Lourenço, S. O. (2006). O cultivo de microalgas marinhas – princípios e aplicações. São Carlos: RiMa.
Melo, S. A. S., Trovó, A. G., Bautitz, I. R. & Nogueira, R. F. P. (2009). Degradação de fármacos residuais por processos oxidativos avançados. Química Nova, 32(1), 188-197. doi: 10.1590/S0100-40422009000100034
Menezes, A. S., Bonanni, I. A., Souza, M. S. G. C., Carneiro, S. V. G., Alves, S. M., Oliveira, T. A. & Souza, M. B. R. (2021). A automedicação da população mundial: uma revisão integrativa. Research, Society and Development, 10(10), 1-9. doi: 10.33448/rsd-v10i10.18660
Miao, M. S., Liu, Q., Shu, L., Wang, Z., Liu, Y. Z. & Kong, Q. (2016). Removal of cephalexin from efluente by activated carbon prepared from aligátor weed: Kinetics, isotherms, and thermodynamic analysis. Process Safety and Environmental Protection, 104, 481-489. Doi: 10.1016./j.psep.2016.03.017
Michael, I., Rizzo, L., McArdell, C. S., Manaia, C. M., Merlin, C., Schtwart, T., Dagot, C. & Fatta-Kassinos, D. (2013). Urban wastewater treatment plants as hotspots for release of antibiotics in the environment: a Review. Water Research, 47(3), 957-995. doi: 10.1016/j.watres.2012.11.027
Monteiro, S. C. & Boxall, A. B. A (2010). Occurrence and fate of human pharmaceuticals in the environment. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 202(1), 53-145. doi: 10.1007/978-4419-1157-6_2
Monteiro, M. A., Spisso, B. F, Santos, J. R. M. P., Costa, R. P., Ferreira, R. G., Pereira, M. U., Miranda, T. S., Andrade, B. R. G. & D’Avila, L. A. (2016). Occurrence of antimicrobials in river water samples from rural region of the state of Rio de Janeiro, Brazil. Journal of Enviroment Protection, 7230-241. doi: 10.4236/jep.2016.72020
Neve e Castro, P. B. N., Rodrigues, D. A. S., Roeser, H. M. P., Santiago, A.F. & Afonso, J.R.C.F. (2020). Antibiotic consumption in developing countries defies global commitments: an overview on Brazilian growth in consumption. Environment Science and Pollution Research, 27(17), 21013-21020. doi: 10.1007/s11356-020-08574-x
Oliveira, A. E. M. F. M., Duarte, J. L., Cruz, R. A. S., Souto, R. N. P., Ferreira, R. M. A., Peniche, T., Conceição, E. C., Oliveira, L. A. R., Faustino, S. M. M., Florentino, A. C., Carvalho, J. C. T. & Fernandes, C. P. (2017). Pterodon emarginatus oleoresin-based nanoemulsion as a promising tool Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae) control. Journal of Nanobiotechnology, 15(2). doi: 10. 1186/s12951-016-0234-5
Pérez-Parada, A. Agüera, A., Gómez-Ramos, M. D. M., García-Reyes, J. F., Heinzen, H. & Fernández-Alba, A. R. (2011). Behavior of amoxicillin in wastewater and river water: identification of its main transformation products by liquid chromatography/electrospray quadrupole time-of-flight mass spectrometry. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 25(6), 731-742. doi: 10.1002/rcm.4902
Pessoa, L. Z. S., Duarte, J. L., Ferreira, R. M. A., Oliveira, A. E. M. F. M., Cruz, R. A. S., Faustino, S. M. M., Carvalho, J. C. T., Fernandes, C. P., Souto, R. N. P., Araújo, R. S. (2018). Nanosuspension of quercetin: preparation, characterization and effects against Aedes aegypti larvae. Revista Brasileira de Farmacognosia, 28(5), 618-625. doi: 10.1016/j.bjp.2018.07.003
Quaresma, A. V. (2014). Monitoramento de microcontaminantes orgânicos por métodos cromatográficos acoplados a espectrometria de massa e elementos inorgânicos por florescência de raio-X por reflexão total nas águas da bacia do Rio Doce.186 p. Dissertação (mestrado em Engenharia Ambiental e Sanitária). Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto.
Queiroz, F. B., Brandt, E. M. F., Aquino, S. F., Chernicharo, C. A. L. & Afonso, R. J. C. F. (2012). Occurrence of pharmaceuticals and endocrine disruptors in raw sewage and their behavior in UASB reactors operated at different hydraulic retention times. Water Science & Technology, 6612, 2562-2569. doi: 10.2166/wst.2012.482
Queiroz, F. B., Silvia, J. C, Aquino, S. F., Coutrim, M. X. & Afonso, R. J. C. F. (2014). Determinantion of endocrine disrupters and pharmaceuticals in sewage samples by tandem solid phase clean up/Extration and high performace liquid chromatography-negative and positive electropray high-resolution mass spectrometry. Journal of the Brazilian Chemical Society, 25(2), 298-312. doi: 10.5935/0103-5053.20130297
Rodrigues, K. L. T. (2012). Desenvolvimento de metodologia analítica para a determinação simultânea de microcontaminantes emergentes em águas superficiais por cromatografia liquida acoplada a espectrometria de massas. 156p. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto.
Santos, H. M. L. M., Araujo, A. N., Fachini, A., Delerue-Matos, C. & Montenegro, C. B. S. M. (2010). Ecotoxicological aspects related to the presence of pharmaceuticals in the aquatic environment. Journal of Hazardous Materials, 175, 45-95. Doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.10.100
Santos, E. P. C. C. (2011). Remoção de etinilestradiol no tratamento de água para o consumo humano: estudo em escala piloto. 150p. Tese (Doutorado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos). Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte.
Severino, A. J. (2018). Metodologia do trabalho científico. São Paulo: Cortez.
Silva, L. F. (2016). Análise Quimiométrica da distribuição de Quimioterápicos Antimicrobianos (Fluoroquinolonas e Sulfonamidas) na Baía de Ubatuba-SP. 63 f. Dissertação (Mestrado em Química Analítica) – Universidade de São Paulo, São Paulo.
Snis, Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento. (2020). Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgoto 2020. Ministério do Desenvolvimento Regional. http:/www.snis.gov.br/diagnósticos/agua-e-esgotos.
Suárez, S., Carballa, M., Omil, F. & Lema, J. M. (2008). How are pharmaceutical and personal care products (PPCPs) removed from urban wastewaters? Reviews in Environment Science and Biotecnology, 7, 125-138. doi: 10.1007/s11157-008-9130-2
Torres, N. H. (2014). Determinação de hormônios e antimicrobianos no Rio Piracicaba e testes de toxicidade aguda com Daphnia magna. 100f. Tese (Doutorado em Ciências). Universidade de São Paulo, São Paulo.
Wang, J. & Chu, L. (2016). Irradiation treatment of pharmaceutical and personal care products (PPCPs) in water and wastewater: An overview. Radiaton Psysics and Chemistry, 125, 56-64. doi: 10.1016/j.radphyschem.2016.03.012
Who. (2011). Guidelines for drinking-water quality. Genebra: World Health Organization.
Yamamoto, M. Fujishita, M., Hirata, A. & Kawano, S. (2004). Regeneration and maturation of daughter cell walls in the autospore-forming green alga Chlorella vulgaris (Chlorophyta, Trebouxiophyceae). Journal of Plant Research,117(4), 257–64. doi: 10.1007/s10265-004-0154-6
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Mayara Fabiana de Melo Furtado; Silvia Maria Mathes Faustino
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1) Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2) Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3) Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.
