RESUMO
The excessive use of pesticides in agriculture and the widespread use of metals in industrial activities and or technological applications has significantly increased the concentrations of these pollutants in both aquatic and terrestrial ecosystems worldwide, making aquatic biota increasingly vulnerable and putting many species at risk of extinction. Most aquatic habitats receive pollutants from various anthropogenic actions, leading to interactions between compounds that make them even more toxic. The aim of this study was to assess the effects of the compounds Chlorpyrifos (insecticide) and Cadmium (metal), both individually and in mixtures, on the cladocerans Ceriodaphnia rigaudi and Ceriodaphnia silvestrii. Acute toxicity tests were conducted for the compounds individually and in mixture, and an ecological risk assessment (ERA) was performed for both compounds. Acute toxicity tests with Cadmium resulted in EC50-48 h of 0.020 mg L-1 for C. rigaudi and 0.026 mg L-1 for C. silvestrii, while tests with Chlorpyrifos resulted in EC50-48 h of 0.047 µg L-1 and 0.062 µg L-1, respectively. The mixture test for C. rigaudi showed the occurrence of additive effects, while for C. silvestrii, antagonistic effects occurred depending on the dose level. The species sensitivity distribution curve for crustaceans, rotifers, amphibians, and fishes resulted in an HC5 of 3.13 and an HC50 of 124.7 mg L-1 for Cadmium; an HC5 of 9.96 and an HC50 of 5.71 µg L-1 for Chlorpyrifos. Regarding the ERA values, Cadmium represented a high risk, while Chlorpyrifos represented an insignificant to a high risk.
Assuntos
Cádmio , Clorpirifos , Cladocera , Testes de Toxicidade Aguda , Poluentes Químicos da Água , Animais , Clorpirifos/toxicidade , Poluentes Químicos da Água/toxicidade , Cladocera/efeitos dos fármacos , Cádmio/toxicidade , Inseticidas/toxicidade , Medição de RiscoRESUMO
Parabens, a group of preservatives with a wide industrial range, threaten human and aquatic biota health due to their toxicity and endocrine disruption potential. As conventional wastewater treatment may not be enough to keep natural environments safe, toxicity studies are useful tools for supporting ecological risk assessments. Here, we focused on assessing ethylparaben's, one of the most common kinds of paraben, toxicity in the cladocerans Daphnia similis and Ceriodaphnia silvestrii. The EC50 sensitivity for D. similis and C. silvestrii was 24 (21-28) mg L- 1 and 25 (19-33) mg L- 1, respectively. Inhibition of reproduction and late development of females were observed in C. silvestrii exposed to 8 mg L- 1. Furthermore, species sensitivity distribution was used to assess ecological risk, and ethylparaben demonstrated low potential risk for aquatic biota.
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Cladocera , Poluentes Químicos da Água , Animais , Feminino , Humanos , Daphnia , Parabenos/toxicidade , Reprodução , Poluentes Químicos da Água/toxicidadeRESUMO
The concept of sustainability has gained prominence in recent years, enhancing the need to develop products that are less harmful to the environment. Dyes are used by various industrial sectors and have a lot of market value; they are used on a large scale mainly by the textile industry that uses large volumes of water and is one of the main contributors to the contamination of water bodies. Some natural compounds, especially anthraquinones are re-emerging as possible alternatives to synthetic dyes, some of which are known for their toxic and/or mutagenic effects. The BioColour project (https://biocolour.fi/) which is interested in promoting the development of new alternative molecules to synthetic dyes, provided us highly purified anthraquinone dyes dermocybin and dermorubin (>98% purity) extracted from a specie of fungus Cortinarius sanguineus. Dyes were tested for their acute and chronic toxicity using different aquatic organisms. Dermorubin was not toxic to any of the organisms tested for the highest test concentration of 1 mg L-1 and it was the most promising dye. Dermocybin was toxic to Daphnia similis (EC50 = 0.51 mg L-1), Ceriodaphnia dubia (IC10 = 0.13 mg L-1) and Danio rerio embryos (extrapolated LC50 = 2.44 mg L-1). A safety limit, i.e, predicted no-effect concentration (PNEC) of 0.0026 mg L-1 was derived based on the toxicity of dermocybin. The PNEC value can be used to provide hazard information for future application in commercial dyeing processes. Then, we compared the toxicity of dermocybin and dermorubin with ecotoxicity data available in the literature on other anthraquinone dyes of natural and synthetic origin. Some natural dyes can be as toxic as synthetic ones, or more toxic when chronic effects are considered. Despite natural dyes being used since centuries past, there are few ecotoxicological studies available. This study is designed to help develop a more comprehensive understanding of their toxicological properties.
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Poluentes Químicos da Água , Animais , Poluentes Químicos da Água/toxicidade , Daphnia , Peixe-Zebra , Corantes/toxicidade , Antraquinonas/toxicidade , ÁguaRESUMO
Silver nanoparticles (AgNPs) are applied in diverse industries due to their biocide and physicochemical properties; therefore, they can be released into aquatic systems, interact with environmental factors, and ultimately exert adverse effects on the biota. We analyzed AgNPs effects on Ceriodaphnia reticulata (Cladocera) through mortality and life-history traits, considering the influence of food (Tetradesmus obliquus, Chlorophyceae) presence and concentration. C. reticulata was exposed to AgNPs in acute (absence and two algae concentrations plus five AgNPs treatments) and chronic assays (two algae concentrations plus three AgNPs treatments). AgNPs did not affect algae flocculation but increased Ag+ release, being these ions less toxic than AgNPs (as proved by the exposure to AgNO3). A reduction in AgNPs acute toxicity was observed when algae concentration increased. Acute AgNP exposure decreased C. reticulata body size and heart rate. The chronic AgNP exposure reduced C. reticulata molt number, growth, heart rate, and neonate size:number ratio, being these effects mitigated at the highest algae concentration. Increases in relative size and number of neonates were observed in AgNP treatments suggesting energy trade off. The increased Ag+ release with food presence suggests that the AgNP-algae interaction might be responsible of the decreased toxicity. Although algae reduced AgNP toxicity, they still exerted adverse effects on C. reticulata below predicted environmental concentrations. Since algae presence reduces AgNP effects but increases Ag+ release, studies should be continued to provide evidence on their toxicity to other organisms.
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Clorofíceas , Cladocera , Nanopartículas Metálicas , Animais , Humanos , Recém-Nascido , Nanopartículas Metálicas/toxicidade , Nanopartículas Metálicas/química , Prata/toxicidade , Prata/químicaRESUMO
Agrochemicals can reach freshwater bodies by drift, leaching, or runoff, where they constitute complex mixtures. Given that glyphosate and cypermethrin are within the most worldwide used pesticides, they are likely to co-occur in freshwater bodies. The aim of this study was to analyze the interaction between glyphosate and cypermethrin formulations on the cladoceran Ceriodaphnia dubia (Richard 1894) through an acute toxicity test and on a zooplankton assemblage through a mesocosm (30 L) experiment. The 24-h LC50 of both isolated pesticides and their equitoxic mixture was obtained for C. dubia. The mesocosm was performed by exposing a zooplankton assemblage to both pesticides isolated and in combination. The acute toxicity of the equitoxic mixture in C. dubia was 3 and 4 times higher than the isolated toxicity of glyphosate and cypermethrin, respectively. The total toxic units of the mixture were 0.53, indicating a synergistic interaction. In the mesocosm experiment, both pesticides also interacted causing a synergistic negative effect in Cladocera and Copepoda abundances. No interactions between pesticides were found for Rotifera; therefore, the mixture effect was considered additive. It is suggested to continue analyzing pesticide mixture effects on the basis of complementary scales of analysis to reach more environmentally relevant information.
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Cladocera , Piretrinas , Poluentes Químicos da Água , Animais , Glicina/análogos & derivados , Piretrinas/toxicidade , Poluentes Químicos da Água/toxicidade , Zooplâncton , GlifosatoRESUMO
On 5 November 2015, the Samarco Fe ore mining operations released approximately 50 million cubic meters of mining waste into the environment, due to a dam collapse. Aiming at understanding the potential effects on the Doce River, different regions of the course of tailings were monitored using acute and chronic ecotoxicological tests with 4 species: Ceriodaphnia dubia, Daphnia similis, Danio rerio, and Vibrio fischeri. The results showed no acute toxicity for water column organisms. However, chronic toxicity was observed with the tests with the microcrustacean C. dubia, mainly related to the physical effects of the passage of flood wave and increased suspended solids, given that toxicity was reduced after filtering the samples. The results showed different magnitudes of impact among the upper, middle, and lower Doce River, with greater impact close to the dam failure area. Integr Environ Assess Manag 2020;16:608-614. © 2020 SETAC.
Em 5 de novembro de 2015, aproximadamente 50 milhões de m3 de resíduos provenientes da barragem de rejeitos das operações de mineração de minério de ferro da Samarco atingiram o meio ambiente decorrente do seu rompimento. Com o objetivo de compreender os potenciais efeitos sobre o rio Doce, o monitoramento foi realizado, através de testes ecotoxicológicos com quatro espécies de diferentes, das regiões atingidas pela pluma de turbidez. Os resultados demonstraram, de modo geral, ausência de ecotoxicidade aguda para organismos de coluna de água. Entretanto, foi evidenciada ecotoxicidade crônica com o microcrustáceo Ceriodaphnia dubia, que esteve relacionada principalmente aos efeitos físicos da passagem da onda de cheia e ao aumento de sólidos em suspensão na coluna d'água. Os resultados mostraram que a magnitude do impacto foi diferente nas três regiões do rio Doce (alta, média e baixa), com maior intensidade na região mais próxima da área do rompimento da barragem. Integr Environ Assess Manag 2020;16:608-614.
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Colapso Estrutural , Poluentes Químicos da Água , Animais , Monitoramento Ambiental , Água Doce , Rios , Água , Poluentes Químicos da Água/análise , Poluentes Químicos da Água/toxicidadeRESUMO
Wastewater treatment contributes to environmental sustainable development indicators such as clean water and sanitation, then, is imperative to improve the mechanisms and process of contaminant removals. The sewage and industrial effluents are the major contributors of pollutants in land and water discharges, and are necessary to enrich the available data for having reference parameters for plant designing and optimization. The physical andchemical assays alone could not be considered sufficient to assess properly the plant performance because complex mixtures demand ecological and biological parameters for a holistic evaluation. Hence, the ecotoxicity and the genetic toxicity measurement become an important tool to complement the conventional water quality parameters, but these parameters are not widely reported in the open access literature. Despite of several studies showed ecotoxicity and the genetic toxicity data, these could be considered not sufficient because the resulted information is derived from single compounds. Considering the scarce data mentioned above this article presents data on the genetic an ecological toxicity of an anaerobic effluent post-treated with ozone and ozone/UV generated by Chaparro et al. [1] and Chaparro and Pires [2].
RESUMO
The evaluation of temperature-dependent chemical toxicity (TDCT) is imperative for future risk assessments of pesticides under global climate change scenarios. Few TDCT studies have so far considered the ability of organisms to acclimate to altered temperatures prior to pesticide exposure, although this may change their thermal tolerance range and hence their susceptibility to pesticide stress. The objective of this study was to evaluate the effect of temperature acclimation on the sensitivity of the cladoceran Ceriodaphnia silvestrii to Glyphosate. We used the shift in sensitivity of the organisms to Glyphosate when exposed to short term temperature changes as a proxy for the effect of the developmental acclimation on sensitivity. We observed that acclimation to higher temperatures reduces the sensitivity to Glyphosate when organisms are exposed to this pesticide in lower temperatures. Therefore, acclimation to high temperatures offers some protective effect against Glyphosate toxicity. We argue that pesticide risk assessments based on tests conducted at one standard temperature should be considered with care. Realistic risk assessments considering climate change scenarios should assess the mode of which organisms are exposed to temperature, therefore taking into consideration the potential effect of temperature acclimation on the sensitivity of a species to a toxicant.
Assuntos
Aclimatação , Mudança Climática , Glicina/análogos & derivados , Herbicidas/toxicidade , Animais , Cladocera/efeitos dos fármacos , Cladocera/fisiologia , Glicina/toxicidade , Medição de Risco , Temperatura , GlifosatoRESUMO
Cladocerans are constantly exposed to humic substances in nature, yet the effects of these substances on their survival and reproduction are not well known. Here, the effects of humic substances (20 and 40 mg L-1) (HS) on the life history variables of three common cladocerans, Ceriodaphnia dubia, Moina macrocopa, and Daphnia pulex were evaluated. The results showed that the effect of humic substances on the tested cladocerans is species-specific, affecting either survival, reproduction or both. For M. macrocopa, exposed to HS at a concentration of 40 mg L-1, the average lifespan and the life expectancy at birth were significantly reduced as compared to controls, but for C. dubia and D. pulex these parameters were increased. Gross reproductive rate was unaffected by the HS level for both D. pulex and M. macrocopa, but it was significantly higher for C. dubia. When compared to the corresponding controls, for HS-exposed cladocerans, the rate of population increase was significantly reduced in case of D. pulex while it was stimulated for both C. dubia and M. macrocopa. It appears that humic substances had a slightly stronger influence on survivorship than on reproduction of the tested cladocerans.
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Cladocera/efeitos dos fármacos , Substâncias Húmicas/efeitos adversos , Reprodução/efeitos dos fármacos , Animais , Cladocera/fisiologia , Daphnia/efeitos dos fármacos , Demografia , Feminino , Substâncias Húmicas/análise , Masculino , Especificidade da EspécieRESUMO
Camorim is a small, eutrophic reservoir in Rio de Janeiro, Brazil, with a phytoplankton community dominated most of the year by the filamentous diatom Aulacoseira spp. and the toxic cyanobacterium Cylindrospermopsis raciborskii. As filamentous species can be a poor food for grazers, we hypothesize that phytoplankton from this reservoir would constrain cladoceran fitness due to nutritional limitation and/or toxicity when animals fed mixtures of cultured green algae and natural seston. Clones of different cladoceran species were exposed either to seston from Camorim reservoir sampled in different seasons or to a C. raciborskii strain (CYLCAM-2) isolated from the reservoir. In short-term assays, cladocerans were exposed to either 100% seston or mixtures of 50% seston added to green algae (200 µg C L-1), and their survivorship and somatic growth were measured for 4 days. In life table assays, neonates were exposed to the same seston treatments over 14 days and age at first reproduction, survivorship, fecundity, total offspring, and the intrinsic rate of natural increase (r) were assessed. In general, seston negatively affected cladoceran survivorship and fitness (r), but this response was seasonally and species specific. Stronger effects of CYLCAM-2 than those caused by seston on survivorship, somatic growth, and r were found for all cladoceran species, especially when the proportion of CYLCAM-2 was higher than 50% in relation to green algae in a fixed total food concentration. Our results suggest that both nutritional (C/P and morphology) and toxicity factors can act to impair cladoceran fitness and help explain the absence of cladocerans in Camorim reservoir.
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Cladocera/efeitos dos fármacos , Cianobactérias/química , Daphnia/efeitos dos fármacos , Fitoplâncton/química , Animais , Bioensaio , Brasil , Clorófitas , Cylindrospermopsis , Daphnia/química , AlimentosRESUMO
The general objective of this work is to experimentally assess the effects of acute glyphosate pollution on two freshwater cladoceran species (Daphnia magna and Ceriodaphnia dubia) and to use this information to predict the population dynamics and the potential for recovery of exposed organisms. Five to six concentrations of four formulations of glyphosate (4-Gly) (Eskoba®, Panzer Gold®, Roundup Ultramax® and Sulfosato Touchdown®) were evaluated in both cladoceran species through acute tests and 15-day recovery tests in order to estimate the population dynamics of microcrustaceans. The endpoints of the recovery test were: survival, growth (number of molts), fecundity, and the intrinsic population growth rate (r). A matrix population model (MPM) was applied to r of the survivor individuals of the acute tests, followed by a Monte Carlo simulation study. Among the 4-Gly tested, Sulfosato Touchdown® was the one that showed higher toxicity, and C. dubia was the most sensitive species. The Monte Carlo simulation study showed an average value of λ always <1 for D. magna, indicating that its populations would not be able to survive under natural environmental conditions after an acute Gly exposure between 0.25 and 35 a.e. mg L-1. The average value of λ for C. dubia was also <1 after exposure to Roundup Ultramax®: 1.30 and 1.20 for 1.21 and 2.5 mg a.e. L-1,respectively. The combined methodology-recovery tests and the later analysis through MPM with a Monte Carlo simulation study-is proposed to integrate key demographic parameters and predict the possible fate of microcrustacean populations after being exposed to acute 4-Gly contamination events.
Assuntos
Cladocera/efeitos dos fármacos , Exposição Ambiental , Monitoramento Ambiental/métodos , Glicina/análogos & derivados , Herbicidas/toxicidade , Poluentes Químicos da Água/toxicidade , Animais , Daphnia/efeitos dos fármacos , Glicina/toxicidade , Método de Monte Carlo , Dinâmica Populacional , Especificidade da Espécie , Testes de Toxicidade Aguda , Testes de Toxicidade Crônica , GlifosatoRESUMO
Toxicities of bisphenol A (BPA) and nonylphenol (NP) to the neotropical freshwater cladocerans Ceriodaphnia silvestrii and Daphnia similis were studied under laboratory conditions. Acute exposures to BPA generated mean 48-h EC50 values of 14.44 (6.02-22.85) mg L-1 for C. silvestrii and 12.05 (1.73-22.37) mg L-1 for D. similis. When the organisms were exposed to acute doses of NP, mean 48-h EC50 values were 0.055 (0.047-0.064) mg L-1 (C. silvestrii) and 0.133 (0.067-0.200) mg L-1 (D. similis). Ceriodaphnia silvestrii was also tested in chronic bioassays, which resulted in mean 8-d IC25 values of 2.43 (2.16-2.69) mg L-1 BPA [no observed effect concentration (NOEC): 1.38 mg L-1] and 0.020 (0.015-0.026) mg L-1 NP (NOEC: 0.015 mg L-1). These laboratory tests are valuable to broaden the understanding of the environmental threat posed by BPA and NP in aquatic ecosystems, and to increase the knowledge about the sensitivity of neotropical indigenous species to these contaminants. In addition to the laboratory bioassays, species sensitivity distributions were used to suggest protective concentrations of BPA and NP to prevent adverse effects on freshwater organisms. According to the obtained results, concentrations lower than 36.47 µg L-1 BPA and 1.39 µg L-1 NP are not expected to adversely impact aquatic organisms in natural ecosystems.
Assuntos
Compostos Benzidrílicos/toxicidade , Cladocera/efeitos dos fármacos , Daphnia/efeitos dos fármacos , Fenóis/toxicidade , Poluentes Químicos da Água/toxicidade , Animais , Ecossistema , Feminino , Água Doce , Especificidade da EspécieRESUMO
Abstract Cladocerans occupy an important position among the bacterial consumers in freshwater food webs, being relatively non-selective filter feeders that can exert a strong impact on microbial populations. We evaluated the bacterivory potential of three cladocerans species of subtropical and tropical occurrence (Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia gessneri and Ceriodaphnia cornuta) at different life stages, by scanning electron microscopy (SEM) and by the quantification of their bacterial consumption rates using fluorescently labeled bacteria (FLB). All species showed filter mesh sizes sufficiently narrow to retain bacteria. The largest distance between setules was found in primiparous C. cornuta, and the smallest in neonate D. gessneri. The lowest ingestion (IR) and removal (RR) rates were observed in primiparous C. silvestrii and the highest values were observed in adults of D. gessneri. We conclude that bacteria may be considered an important food supplement, particularly for neonates who presented smaller intersetular distances and higher filtration rates than the other life stages.
Resumo Dentre os diversos consumidores de bactérias nas teias alimentares de ambientes dulcícolas, os cladóceros ocupam uma posição relevante, sendo filtradores relativamente não seletivos que podem exercer forte impacto na redução populacional microbiana. Avaliamos o potencial bacterívoro de três espécies de cladóceros de ocorrência tropical e subtropical (Ceriodaphnia silvestrii, Ceriodaphnia cornuta e Daphnia gessneri) em diferentes fases de vida, através do estudo microscópico de suas estruturas filtradoras e da quantificação de suas taxas de ingestão em experimentos de bacterivoria utilizando-se bactérias marcadas fluorescentemente (FLB). As espécies estudadas mostraram ter uma rede de malhas filtradoras suficientemente estreitas para reter bactérias. A maior distância entre as sétulas foi encontrada em primíparas de C. cornuta, e a menor em neonatos de D. gessneri. As menores Taxas de Ingestão (TI) e Remoção (TR) foram observadas em primíparas de C. silvestrii e as maiores em adultas de D. gessneri. Concluímos que as bactérias podem ser consideradas um importante suplemento alimentar, principalmente para neonatos, que apresentaram pequenas distâncias intersetulares e altas taxas de ingestão comparadas aos outros estágios de vida.
Assuntos
Animais , Bactérias , Cadeia Alimentar , Cladocera/fisiologia , Daphnia/fisiologia , Comportamento AlimentarRESUMO
Cladocerans occupy an important position among the bacterial consumers in freshwater food webs, being relatively non-selective filter feeders that can exert a strong impact on microbial populations. We evaluated the bacterivory potential of three cladocerans species of subtropical and tropical occurrence (Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia gessneri and Ceriodaphnia cornuta) at different life stages, by scanning electron microscopy (SEM) and by the quantification of their bacterial consumption rates using fluorescently labeled bacteria (FLB). All species showed filter mesh sizes sufficiently narrow to retain bacteria. The largest distance between setules was found in primiparous C. cornuta, and the smallest in neonate D. gessneri. The lowest ingestion (IR) and removal (RR) rates were observed in primiparous C. silvestrii and the highest values were observed in adults of D. gessneri. We conclude that bacteria may be considered an important food supplement, particularly for neonates who presented smaller intersetular distances and higher filtration rates than the other life stages.(AU)
Dentre os diversos consumidores de bactérias nas teias alimentares de ambientes dulcícolas, os cladóceros ocupam uma posição relevante, sendo filtradores relativamente não seletivos que podem exercer forte impacto na redução populacional microbiana. Avaliamos o potencial bacterívoro de três espécies de cladóceros de ocorrência tropical e subtropical (Ceriodaphnia silvestrii, Ceriodaphnia cornuta e Daphnia gessneri) em diferentes fases de vida, através do estudo microscópico de suas estruturas filtradoras e da quantificação de suas taxas de ingestão em experimentos de bacterivoria utilizando-se bactérias marcadas fluorescentemente (FLB). As espécies estudadas mostraram ter uma rede de malhas filtradoras suficientemente estreitas para reter bactérias. A maior distância entre as sétulas foi encontrada em primíparas de C. cornuta, e a menor em neonatos de D. gessneri. As menores Taxas de Ingestão (TI) e Remoção (TR) foram observadas em primíparas de C. silvestrii e as maiores em adultas de D. gessneri. Concluímos que as bactérias podem ser consideradas um importante suplemento alimentar, principalmente para neonatos, que apresentaram pequenas distâncias intersetulares e altas taxas de ingestão comparadas aos outros estágios de vida.(AU)
RESUMO
RESUMO Os metais frequentemente são avaliados em águas doces como soluções dissolvidas, assumindo que o efeito tóxico é causado unicamente por via aquática (respiração e contato). No entanto, estudos abrangendo concomitantemente a toxicidade na água e no alimento, como acontece no meio, são pouco discutidos na literatura. No presente estudo, a toxicidade de zinco e cádmio foi avaliada expondo-se Ceriodaphnia dubia simultaneamente ao alimento e ao meio aquoso. A espécie de alga verde Raphidocelis subcapitata foi exposta durante 96h a concentrações de Zn (0,18 e 0,27 mg.L-1) e Cd (0,001 e 0,0015 mg.L-1). Os resultados foram analisados estatisticamente por meio da Análise de Variância (Kruskal-Wallis). As algas foram usadas como fonte de alimento para C. dubia, durante exposição crônica (oito dias), nas mesmas concentrações. Posteriormente, os neonatos (geração F1) foram introduzidos em água e alimentação sem contaminantes, para averiguação da capacidade de recuperação biológica. Foram avaliados número de neonatos por indivíduos, morfologia dos neonatos e quantificação dos metais em tecido biológico. Os resultados demonstraram que nas concentrações testadas não houve inibição no crescimento de R. subcapitata, enquanto para C. dubia evidenciou-se toxicidade crônica pela redução na taxa reprodutiva nas duas gerações, para ambos metais. Concluiu-se que, mesmo em concentrações relativamente baixas, os metais zinco e cádmio podem alterar o padrão reprodutivo dos invertebrados de água doce, comprometendo o ecossistema aquático e sua capacidade de recuperação. Considerando os efeitos tóxicos desses metais e sua interferência no sistema biológico, novos ensaios ecotoxicológicos devem ser realizados para melhor compreensão do comportamento dessas substâncias nos organismos.
ABSTRACT Metals are often evaluated in fresh water as dissolved solutions, assuming that the toxic effect is caused only by water (respiration and contact). However, toxicity studies in food and water, in a concomitant way, as occurs in the environment, are less discussed. In this study, zinc and cadmium toxicity was evaluated through the exposure of Ceriodaphnia dubia to contaminated food and water. The species of green algae Raphidocelis subcapitata was exposed for 96h to concentrations of Zn (0,18 and 0,27 mg.L-1) and Cd (0,001 and 0,0015 mg.L-1). The results were statistically analyzed by means of Analysis of Variance (Kruskal-Wallis). Algae were used as food source for C. dubia, during chronic exposure (eight days) in the same concentrations described. Subsequently, neonates (F1 generation) were introduced in non-contaminated water and food in order to ascertain their biological recovery capacity. The number of newborns by individuals, morphology of newborns, and quantification of metals in biological tissue were evaluated. The results showed that the tested concentrations did not inhibit the growth of R. subcapitata, while C. dubia had chronic toxicity, with reduction in the reproductive rate in both generations, for both metals. The results allowed the conclusion that, even at relatively low concentrations, the metals zinc and cadmium can alter the reproductive patterns of freshwater invertebrates, compromising the aquatic ecosystem and its resilience. Thus, considering the toxic effects of these metals and their interference in the biological system, new ecotoxicological tests should be performed to allow a better understanding of the behavior of these substances in organisms.
RESUMO
A água é um importante recurso natural que contribui para melhorias no bem-estar social e desenvolvimento inclusivo. A presença de produtos químicos, rejeitos radioativos e agentes infecciosos pode comprometer a qualidade desse recurso, afetando a biodiversidade e a subsistência de milhões de pessoas. A Ecotoxicologia Aquática é uma ciência que surgiu para dar suporte no enfrentamento dos problemas de contaminação dos corpos d'água por compostos tóxicos. Seus instrumentos de análise são capazes de avaliar a toxicidade de compostos químicos, sinalizando os potenciais efeitos ecotoxicológicos e seus mecanismos de ação em organismos vivos em ambientes impactados. A Bacia Hidrográfica do Rio Pardo (UGRHI 04) abrange 27 municípios com um importante contingente populacional (1.092.477 habitantes), inserido em uma região cuja prática agrícola baseia-se na cultura de cana-de-açúcar para a produção de etanol e açúcar. Dentro desse contexto, o objetivo do estudo foi avaliar a toxicidade para organismos bioindicadores de amostras de água superficial do Rio Pardo, principal afluente da Bacia Hidrográfica do Rio Pardo. Foram realizados ensaios de toxicidade aguda com Daphnia similis e Vibrio fischeri, e toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia. Adicionalmente, analisaram-se Oxigênio Dissolvido (OD), pH e Temperatura da água. Os resultados obtidos mostraram que, os parâmetros físico-químicos analisados estão de acordo com os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/2005 [OD (>= 5 mgO2/L); pH (6 a 9)]. Nos ensaios de toxicidade aguda realizados com Daphnia similis, tanto na estação chuvosa quanto na estação seca, não observou-se toxicidade sobre os organismos testados. Todas as amostras foram classificadas como Não Tóxicas (NT). Nos ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia, na estação chuvosa, nenhuma das amostras analisadas apresentou toxicidade. Das amostras analisadas na estação seca, 50% apresentaram Efeito Crônico (EC); os resultados mostraram diferença estatisticamente significante entre o número médio de neonatos produzidos por adulta no grupo controle (19,2) e nas amostras dos pontos de coleta 2 (10,7), 3 (10,5) e 5 (8,1). No entanto, não houve diferença estatisticamente significante nas amostras dos pontos de coleta 1 (13,7), 4 (12,3) e 6 (14,3), classificadas como NT. A comparação entre os resultados obtidos no presente estudo, nos ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia, mostrou similaridade com a série histórica de dados (2010-2015) fornecida pela Agência Ambiental do Governo do Estado de São Paulo (CETESB). Nos ensaios de toxicidade aguda realizados com Vibrio fischeri, nas estações chuvosa e seca do ano de 2016, não observou-se toxicidade sobre a bactéria após os períodos de 5 e 15 minutos de exposição; todas as amostras foram classificadas como NT. Apesar do Rio Pardo estar inserido em área com reconhecido uso de produtos agrícolas e pouca proteção de Áreas de Preservação Permanente (APP), os resultados mostraram toxicidade apenas para o organismo Ceriodaphnia dubia, na estação seca do ano de 2016, possivelmente relacionada com a diminuição da vazão média e a concentração de poluentes na água. Cabe destacar a importância da manutenção do monitoramento periódico pela CETESB, considerando o Art. 14 da Resolução CONAMA 357/2005, que prevê a "não verificação de efeito tóxico crônico a organismos" para águas doces de Classe 1 e 2 no contexto brasileiro
Water is an important natural resource that contributes to improvements in social well-being and inclusive development. The presence of chemicals, radioactive waste and infectious agents can compromise the quality of this resource, affecting the biodiversity and livelihoods of millions of people. Aquatic Ecotoxicology is a science that has emerged to support the problems of contamination of water bodies by toxic compounds. Its analytical instruments are able to evaluate the toxicity of chemical compounds, signaling the potential ecotoxicological effects and their mechanisms of action in living organisms in impacted environments. The Pardo River Hydrographic Basin (UGRHI 04) covers 27 municipalities with a significant population (1.092.477 inhabitants), inserted in a region whose agricultural practice is based on the cultivation of sugarcane for the production of ethanol and sugar. In this context, the objective of the study was to evaluate the toxicity to bioindicators organisms of surface water samples of the Pardo River, main tributary of the the Pardo River Hydrographic Basin. Acute toxicity tests were performed with Daphnia similis and Vibrio fischeri, and chronic toxicity with Ceriodaphnia dubia. In addition, dissolved oxygen (DO), pH and water temperature were analyzed. The obtained results showed that the physical-chemical parameters analyzed are in accordance with the limits established by CONAMA Resolution 357/2005 [DO (>= 5 mgO2 / L); pH (6 to 9)]. In the acute toxicity tests performed with Daphnia similis, both in rainy season and in dry season, no toxicity was observed on the organisms tested. All samples were classified as Non-Toxic (NT). In the chronic toxicity tests with Ceriodaphnia dubia in the rainy season none of the analyzed samples presented toxicity. Of the samples analyzed in the dry season, 50% presented Chronic Effect (CE); The results showed a statistically significant difference between the mean number of neonates produced by the adult in the control group (19,2) and the collection points 2 (10,7), 3 (10,5) and 5 (8,1). However, there was no statistically significant difference in the samples from collection points 1 (13,7), 4 (12,3) and 6 (14,3), classified as NT. The comparison between the results obtained in the present study in the chronic toxicity tests with Ceriodaphnia dubia showed similarity with the historical data series (2010-2015) provided by the Environmental Agency of the State of São Paulo (CETESB). In the acute toxicity tests performed with Vibrio fischeri in the rainy and dry seasons of 2016, no toxicity was observed on the bacteria after periods of 5 and 15 minutes of exposure; All samples were classified as NT. Although Rio Pardo is inserted in an area with recognized use of agricultural products and little protection from Permanent Preservation Areas (PPA), the results showed toxicity only for the Ceriodaphnia dubia organismo, in the dry season of 2016, possibly related to the decrease in average flow and the concentration of pollutants in the water. It is important to highlight the importance of Maintenance of periodic monitoring by CETESB, considering Art. 14 of CONAMA Resolution 357/2005, which provides for "non-verification of chronic toxic effect to organisms" for Class 1 and 2 fresh waters in the Brazilian context
Assuntos
Águas Superficiais , Bioensaio , EcotoxicologiaRESUMO
A água é um importante recurso natural que contribui para melhorias no bem-estar social e desenvolvimento inclusivo. A presença de produtos químicos, rejeitos radioativos e agentes infecciosos pode comprometer a qualidade desse recurso, afetando a biodiversidade e a subsistência de milhões de pessoas. A Ecotoxicologia Aquática é uma ciência que surgiu para dar suporte no enfrentamento dos problemas de contaminação dos corpos d'água por compostos tóxicos. Seus instrumentos de análise são capazes de avaliar a toxicidade de compostos químicos, sinalizando os potenciais efeitos ecotoxicológicos e seus mecanismos de ação em organismos vivos em ambientes impactados. A Bacia Hidrográfica do Rio Pardo (UGRHI 04) abrange 27 municípios com um importante contingente populacional (1.092.477 habitantes), inserido em uma região cuja prática agrícola baseia-se na cultura de cana-de-açúcar para a produção de etanol e açúcar. Dentro desse contexto, o objetivo do estudo foi avaliar a toxicidade para organismos bioindicadores de amostras de água superficial do Rio Pardo, principal afluente da Bacia Hidrográfica do Rio Pardo. Foram realizados ensaios de toxicidade aguda com Daphnia similis e Vibrio fischeri, e toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia. Adicionalmente, analisaram-se Oxigênio Dissolvido (OD), pH e Temperatura da água. Os resultados obtidos mostraram que, os parâmetros físico-químicos analisados estão de acordo com os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/2005 [OD (>= 5 mgO2/L); pH (6 a 9)]. Nos ensaios de toxicidade aguda realizados com Daphnia similis, tanto na estação chuvosa quanto na estação seca, não observou-se toxicidade sobre os organismos testados. Todas as amostras foram classificadas como Não Tóxicas (NT). Nos ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia, na estação chuvosa, nenhuma das amostras analisadas apresentou toxicidade. Das amostras analisadas na estação seca, 50% apresentaram Efeito Crônico (EC); os resultados mostraram diferença estatisticamente significante entre o número médio de neonatos produzidos por adulta no grupo controle (19,2) e nas amostras dos pontos de coleta 2 (10,7), 3 (10,5) e 5 (8,1). No entanto, não houve diferença estatisticamente significante nas amostras dos pontos de coleta 1 (13,7), 4 (12,3) e 6 (14,3), classificadas como NT. A comparação entre os resultados obtidos no presente estudo, nos ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia, mostrou similaridade com a série histórica de dados (2010-2015) fornecida pela Agência Ambiental do Governo do Estado de São Paulo (CETESB). Nos ensaios de toxicidade aguda realizados com Vibrio fischeri, nas estações chuvosa e seca do ano de 2016, não observou-se toxicidade sobre a bactéria após os períodos de 5 e 15 minutos de exposição; todas as amostras foram classificadas como NT. Apesar do Rio Pardo estar inserido em área com reconhecido uso de produtos agrícolas e pouca proteção de Áreas de Preservação Permanente (APP), os resultados mostraram toxicidade apenas para o organismo Ceriodaphnia dubia, na estação seca do ano de 2016, possivelmente relacionada com a diminuição da vazão média e a concentração de poluentes na água. Cabe destacar a importância da manutenção do monitoramento periódico pela CETESB, considerando o Art. 14 da Resolução CONAMA 357/2005, que prevê a "não verificação de efeito tóxico crônico a organismos" para águas doces de Classe 1 e 2 no contexto brasileiro
Water is an important natural resource that contributes to improvements in social well-being and inclusive development. The presence of chemicals, radioactive waste and infectious agents can compromise the quality of this resource, affecting the biodiversity and livelihoods of millions of people. Aquatic Ecotoxicology is a science that has emerged to support the problems of contamination of water bodies by toxic compounds. Its analytical instruments are able to evaluate the toxicity of chemical compounds, signaling the potential ecotoxicological effects and their mechanisms of action in living organisms in impacted environments. The Pardo River Hydrographic Basin (UGRHI 04) covers 27 municipalities with a significant population (1.092.477 inhabitants), inserted in a region whose agricultural practice is based on the cultivation of sugarcane for the production of ethanol and sugar. In this context, the objective of the study was to evaluate the toxicity to bioindicators organisms of surface water samples of the Pardo River, main tributary of the the Pardo River Hydrographic Basin. Acute toxicity tests were performed with Daphnia similis and Vibrio fischeri, and chronic toxicity with Ceriodaphnia dubia. In addition, dissolved oxygen (DO), pH and water temperature were analyzed. The obtained results showed that the physical-chemical parameters analyzed are in accordance with the limits established by CONAMA Resolution 357/2005 [DO (>= 5 mgO2 / L); pH (6 to 9)]. In the acute toxicity tests performed with Daphnia similis, both in rainy season and in dry season, no toxicity was observed on the organisms tested. All samples were classified as Non-Toxic (NT). In the chronic toxicity tests with Ceriodaphnia dubia in the rainy season none of the analyzed samples presented toxicity. Of the samples analyzed in the dry season, 50% presented Chronic Effect (CE); The results showed a statistically significant difference between the mean number of neonates produced by the adult in the control group (19,2) and the collection points 2 (10,7), 3 (10,5) and 5 (8,1). However, there was no statistically significant difference in the samples from collection points 1 (13,7), 4 (12,3) and 6 (14,3), classified as NT. The comparison between the results obtained in the present study in the chronic toxicity tests with Ceriodaphnia dubia showed similarity with the historical data series (2010-2015) provided by the Environmental Agency of the State of São Paulo (CETESB). In the acute toxicity tests performed with Vibrio fischeri in the rainy and dry seasons of 2016, no toxicity was observed on the bacteria after periods of 5 and 15 minutes of exposure; All samples were classified as NT. Although Rio Pardo is inserted in an area with recognized use of agricultural products and little protection from Permanent Preservation Areas (PPA), the results showed toxicity only for the Ceriodaphnia dubia organismo, in the dry season of 2016, possibly related to the decrease in average flow and the concentration of pollutants in the water. It is important to highlight the importance of Maintenance of periodic monitoring by CETESB, considering Art. 14 of CONAMA Resolution 357/2005, which provides for "non-verification of chronic toxic effect to organisms" for Class 1 and 2 fresh waters in the Brazilian context
Assuntos
Águas Superficiais , Bioensaio , EcotoxicologiaRESUMO
Desde 2008, o Brasil ocupa a posição de maior consumidor de agrotóxicos do mundo. Em 2001 o grupo dos agrotóxicos mais usados foi o grupo dos inseticidas. O Carbofurano é um inseticida carbamato sistêmico de amplo espectro, utilizado em todo o mundo. O Carbofurano possui meia vida no meio ambiente relativamente curta e sendo relativamente estável em condições neutras ou ácidas. Ele possui baixa tendência a volatilizar e é altamente móvel no solo, podendo lixiviar para águas subterrâneas e cursos dágua. O Carbofurano inibe a colinesterase, estimulando o sistema nervoso e causa efeitos cancerígenos, teratogênicos e genotóxicos. Estresses físicos como a mudança de temperatura podem afetar a susceptibilidade dos organismos à químicos, alterando a toxicodinâmica da interação química com o organismo, a toxicocinética, o metabolismo e estado fisiológico dos mesmos. As mudanças climáticas e o aquecimento global causados pela emissão de gases de efeito estufa, representam estressores que afetam a ocorrência de espécies levando à redução da biodiversidade. Acredita-se o aumento de 1,5-2,5oC nas temperaturas médias globais aumentam em 20-30% o risco de extinção de espécies e estudos indicam que um aumento na escala de 3oC é passível de ocorrer até o ano de 2100. Para a liberação e avaliação dos efeitos ambientais de agrotóxicos, são geralmente exigidos testes de toxicidade e o monitoramento através da avaliação ecotoxicológica é recomendado por diversos autores. Ceriodaphnia dubia é um microcrustáceos zooplanctônico muito utilizado como bioindicador, são filtradores, vivem em água doce e ocupam uma posição chave na cadeia alimentar. Dentre os fatores ambientais que influenciam as comunidades zooplanctônicas, a temperatura altera o ciclo de vida de muitos organismos, podendo modificar a taxa de reprodução e de filtração de várias espécies. Alterações nestes fatores podem influenciar a toxicidade de contaminantes para bioindicadores planctônicos. Diversos estudos encontraram relação entre o aumento da temperatura e o aumento da sensibilidade dos organismos e, consequentemente, da toxicidade dos contaminantes químicos. No entanto, esta toxicidade depende do contaminante testado. Não foram encontrados estudos sobre a avaliação do efeito combinado de Carbofurano e Temperatura sobre Ceriodaphnia dubia. O presente estudo visa avaliar este efeito combinado. Os resultados deste estudo, corroboraram com os de outros estudos, demostrando que temperaturas fora da faixa ótima influenciam a reprodução, desenvolvimento e alimentação de C. dubia, assim como influenciam negativamente na sensibilidade do organismo ao Carbofurano. Este efeito não pode ser observado apenas através de testes agudos, no entanto, os testes crônicos possibilitaram a observação do efeito combinado. Independente da temperatura, os resultados obtidos no presente estudo demonstram que as CL50 estão em concentrações inferiores às encontradas em ambientes naturais no Brasil e às estabelecidas pela OMS como padrão. Assim, conclui-se que os testes crônicos podem ser ferramentas interessantes para aplicação e uso rotineiro por agências ambientais. Esta avaliação deve ser realizada de acordo com as características ambientais locais e estes fatores devem ser levados em consideração durante a compilação de legislações, já que legislações nacionais podem não ser suficientes para evitar impactos a nível local.
Assuntos
Humanos , Mudança Climática , Crustáceos , Carbofurano/toxicidade , Daphnia , Praguicidas/toxicidade , Toxicidade , EcotoxicologiaRESUMO
An environmental impact study was conducted to determine the Piracicamirim's creek water quality in order to assess the influence of effluents from a sugar industry in this water body. For this, toxicity tests were performed with a water sample upstream and downstream the industry using the microcrustaceans Daphnia magna, Ceriodaphnia dubia and Ceriodaphnia silvestrii as test organisms, as well as physical and chemical analysis of water. Results showed that physical and chemical parameters did not change during the sampling period, except for the dissolved oxygen. No toxicity was observed for D. magna and reproduction of C. dubia and C. silvestrii in both sampling points. Thus, the industry was not negatively impacting the quality of this water body.
RESUMO
This study evaluated the acute toxicity of sediment in a eutrophic reservoir after remediation with a calcium nitrate solution to retain phosphorus. The study involved microcosms of surface sediments and water from the sediment-water interface in the Ibirité reservoir. This reservoir, located in the vicinity of metropolitan Belo Horizonte (Minas Gerais, SE Brazil), is a water body that receives treated effluents from an oil refinery (REGAP-Petrobras), as well as high loads of untreated urban effluents from the city of Ibirité and surrounding areas and industrial effluents from a major industrial park. Incubation times of the treatment experiments were: t = 0, t = 5, t = 10, t = 25, t = 50, t = 85 and t = 135 days. One control microcosm and three treated microcosms were analysed in each time interval. Acute toxicity of water samples was assessed with Ceriodaphnia silvestrii Daday, 1902 and that of bulk sediment samples with Chironomus xanthus Rempel, 1939. Toxicity tests were carried out concomitantly with chemical analyses of dissolved inorganic nitrogen species (ammonia, nitrate and nitrite), sulfate and metals in the water samples of the microcosms. Acid volatile sulfides (AVS), simultaneously extracted metal (SEM) and potentially bioavailable metal were analyzed in bulk sediment samples. Neither of the tested organisms showed toxicity in the control microcosm samples. The water column of the treated microcosm showed toxicity to C. silvestrii, starting at t = 10 days, while the sediment pore water toxicity started at t = 0 day. However, toxicity was found to decline from t = 85 days to t = 135 days. Sediments showed toxicity to C. xanthus during the entire experiment, except at the longest incubation time (t = 135 days). The overall results indicate that nitrate, which reached concentrations exceeding 1,200 mg N-NO3- L-¹ in the sediment pore water of the treated microcosms, was most probably responsible for the toxicity of the samples. Although the calcium nitrate technology proved effective in retaining phosphorus, promoting sediment oxidation via denitrification, from the ecotoxicological standpoint and under the experimental conditions of this study, the application of nitrate for remediation of the sediments in the Ibirité reservoir did not prove effective up to a period of 135 days of incubation. However, we presume that after longer periods of incubation, treated sediments may recover their ability to sustain a benthic community. More advanced experiments are planned involving longer incubation times, thus extending the denitrification process, which may lead to a higher phosphorus retention capacity and to more complete abatement of sediment toxicity.
O presente trabalho visou à avaliação da toxicidade aguda da aplicação de solução de nitrato de cálcio, como procedimento para remediação dos sedimentos de um reservatório eutrofizado com vistas à retenção de fósforo. O estudo foi realizado através de microcosmos com sedimento e amostras de interface sedimento-água da Represa Ibirité. A represa, situada na região metropolitana de Belo Horizonte (Minas Gerais, Brasil), é corpo receptor de efluentes tratados de refinaria de petróleo (REGAP-Petrobras), de altas cargas de esgoto sanitário não tratado da cidade de Ibirité e áreas vizinhas, e de efluentes industriais de importante parque industrial. Os tempos de incubação dos experimentos foram: t = 0, t = 5; t = 10; t = 25; t = 50; t = 85; e t = 135 dias. Em cada um deles, foram analisadas amostras de um microcosmo-controle e três microcosmos-tratamento. A Ceriodaphnia silvestrii Daday, 1902 foi o organismo utilizado para avaliação da toxicidade aguda das amostras de água, enquanto que o Chironomus xanthus Rempel, 1939 foi empregado para a avaliação do sedimento integral. Paralelamente aos testes de toxicidade, foram realizadas análises químicas da série nitrogenada (amônia, nitrato e nitrito), sulfato, e metais nas amostras de água. Nos sedimentos foram analisados os sulfetos volatilizáveis por acidificação (SVA), metais extraídos simultaneamente (MES) e metais potencialmente biodisponíveis. Tanto as amostras de água como dos sedimentos totais dos microcosmos-controle não se mostraram tóxicos aos organismos testados. As amostras de água de interface sedimento-água dos micorocosmos-tratamento foram tóxicas para a C. silvestrii desde o tempo t = 10 dias e as amostras de águas intersticiais, desde o período t = 0. No entanto, foi notada uma diminuição da toxicidade do tempo t = 85 para t = 135 dias. Para o organismo C. xanthus, os sedimentos em tratamento se mostraram tóxicos durante todo o experimento, exceto no tempo t = 135 dias. Os resultados mostraram que o nitrato, com concentração superior a 1.200 mg N-NO3- L-¹ nas amostras de água intersticial dos sedimentos dos microcosmos-tratamentos, é a causa mais provável da toxicidade das amostras. Embora a tecnologia de adição de nitrato tenha se mostrado eficaz na retenção de fósforo nos sedimentos, pois causa a oxidação dos sedimentos através do incremento substancialmente da taxa de desnitrificaçao, do ponto de vista ecotoxicológico e para as condições experimentais deste trabalho, a aplicação do nitrato como forma de intervenção para remediação dos sedimentos da Represa Ibirité não se mostrou adequada até o período de 135 dias. Após este período, presume-se que os sedimentos tratados possam recuperar a capacidade de sustentar uma comunidade bentônica. Experimentos mais avançados foram planejados, visando um tempo de incubação mais estendido, que, por conseguinte, pode levar a uma maior capacidade de retenção de P e ao abatimento total da toxicidade dos sedimentos e da água, devido a um maior avanço do processo da desnitrificação.