Modelling of chlorophyll-a and microcystis aeruginosa decay under the effect of different oxidants in culture media

Autores
Juárez, Ivan; Aranda Mosquera, Jorge Oswaldo; Goñi, Sandro Mauricio; Crettaz Minaglia, Melina Celeste; Sedan, Daniela Yazmine; Andrinolo, Darío; Lombardo, Tomás; Blanco, Guillermo; Giannuzzi, Leda
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Blooms of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa are common in many eutrophic freshwater bodies and pose a serious threat to water quality, potentially giving rise to high turbidity, food web alterations, increased production of toxic microcystin (MC-LR) and odorous compounds. The comparative effectiveness of oxidant treatment of M. aeruginosa cells in culture media was evaluated by applying a mathematical model of chlorophyll-a (Chl-a), cells and MC removal. The oxidants were chlorine (1–5 mg∙L-1), hydrogen peroxide (HP: 50–150 mg∙L-1), percitric acid (PCA: 10–50 mg∙L-1), and peracetic acid (PAA: 1.5–7.5 mg∙L-1). The Weibull distribution model was applied to assess the degree of inactivation of M. aeruginosa viability under different oxidant treatments. First-order kinetics was successfully applied to the experimental data for Chl-a decay. Using the Weibull model, it was possible to predict the required exposure time (Tr) for oxidants to achieve a 99.9% reduction in viable M. aeruginosa cells with respect to the initial value. 5 mg∙L-1 chlorine produced a 81% degradation of [D-Leu1] MC-LR after 72 h, with an exposure time (Tr) of 141 h. Among the peroxide treatments (HP, PCA and PAA), PCA (10–50 mg∙L-1) produced the highest level of [D-Leu1] MC-LR degradation (39–79%), with low exposure times (Tr = 119–125 h). Chl-a concentration and M. aeruginosa counts for each oxidant treatment were highly correlated and successfully linked by a cubic polynomial. This is the first modelling report of M. aeruginosa decay by oxidant treatments.
Fil: Juárez, Ivan. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentina
Fil: Aranda Mosquera, Jorge Oswaldo. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina
Fil: Goñi, Sandro Mauricio. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentina
Fil: Crettaz Minaglia, Melina Celeste. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Sedan, Daniela Yazmine. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Andrinolo, Darío. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Lombardo, Tomás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Blanco, Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Giannuzzi, Leda. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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The oxidants were chlorine (1–5 mg∙L-1), hydrogen peroxide (HP: 50–150 mg∙L-1), percitric acid (PCA: 10–50 mg∙L-1), and peracetic acid (PAA: 1.5–7.5 mg∙L-1). The Weibull distribution model was applied to assess the degree of inactivation of M. aeruginosa viability under different oxidant treatments. First-order kinetics was successfully applied to the experimental data for Chl-a decay. Using the Weibull model, it was possible to predict the required exposure time (Tr) for oxidants to achieve a 99.9% reduction in viable M. aeruginosa cells with respect to the initial value. 5 mg∙L-1 chlorine produced a 81% degradation of [D-Leu1] MC-LR after 72 h, with an exposure time (Tr) of 141 h. Among the peroxide treatments (HP, PCA and PAA), PCA (10–50 mg∙L-1) produced the highest level of [D-Leu1] MC-LR degradation (39–79%), with low exposure times (Tr = 119–125 h). 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