Biofiltros em Areia (BFAs) estão sendo aperfeiçoados e testados no Brasil com intuito de auxiliar comunidades carentes que são menos favorecidas em relação à água de boa qualidade. O presente estudo tem como objetivo analisar a qualidade da água tratada pelos BFAs a partir de bioensaios de toxicidade, utilizando larvas do inseto Chironomus sancticaroli, oligoqueto Allonais inaequalis e peixes da espécie Danio rerio, analisando possíveis efeitos tóxicos que possam estar presentes quando a água entra em contato com o PVC do corpo do BFA, além de avaliar a toxicidade da água do poço (AP), captada para abastecimento do BFA. Nos testes de toxicidade agudo (com duração de 96h), crônico (8 dias) e testes mais longos (16 dias) com Chironomus sancticaroli, utilizou-se 240mL da solução-teste (água proveniente do BFA ou AP) em 60g de sedimento controle (areia branca fina para aquário) em 4 réplicas, sendo utilizados 6 larvas de IV ínstar por réplica no teste de toxicidade agudo e de I ínstar nos testes de toxicidade crônico e testes mais longos, alimentadas com 5mL de solução contendo 1000mL de água deionizada e 5,0g de ração tipo Tetramim®. Nos testes de toxicidade agudo e crônico com Allonais inaequalis, foram utilizados 100mL da solução-teste em 5g de sedimento controle em quatro réplicas, sendo utilizados 6 organismos por réplica, alimentados com 5mL de solução contendo 1000mL de água deionizada e 2,0g de ração tipo Tetramim® , com duração de 96h e 10 dias, respectivamente. Foram realizados apenas testes de toxicidade agudo com D. rerio no qual utilizou-se 1000mL de solução-teste e 2 organismos por réplica, em duas réplicas, com duração de 48h, sem alimentação. Os resultados apontam para uma baixa toxicidade do Biofiltro em Areia em relação às três espécies testadas. Além de um índice alto de sobrevivência, a espécie C. sancticaroli concluiu seu ciclo em testes mais longos (16 dias), além de reproduzir-se; a espécie A. inaequalis apresentou 100% de sobrevivência em todos os testes realizados; e não houve mortalidade nos testes de toxicidade agudo com D. rerio. Porém, é importante destacar que estes resultados indicam apenas dados toxicológicos para fauna em relação as efluentes testados, não sendo possível responder a questões de potabilidade da água tratada pelo BFA. Esta dissertação é parte integrante de um projeto financiado pela FAPESP (Processo nº 2014/12712-8), intitulado \"Construção e desempenho de filtros lentos domiciliares conforme a realidade das comunidades isoladas do Brasil\" que esteve sob coordenação da Profa. Dra. Lyda Patricia Sabogal Paz e do Prof. Dr. Juliano José Corbi. / Sand Biofilters (SBFs) are being refined and tested in Brazil. These studies are intended to assist needy communities with difficulties to access drinking water. The aim of the current study is analyze the quality of water treated by SBFs, using toxicity bioassays with larvae of fly Chironomus sancticaroli, oligochaete Allonais inaequalis and zebrafishes Danio rerio, as well as verify the occurrence of possible toxic effects of PVC (Polyvinyl chloride), a material component of SBFs\' structure, and also evaluate the toxicity of well water quality (AP), extracted to supply the SBF. In the acute toxicity tests (lasting 96h), chronic (lasting 8 days) and longer tests (lasting 16 days), all involving Chironomus sancticaroli, it was placed 240mL of sample solution (water from SBF or AP) in 60g of sterile sediment (fine white sand for aquarium) in four replicates, where was added 6 larvae (IV instar) in each replicate for the acute toxicity test, and larvae of I instar for chronic toxicity tests, even as in the longer tests. The organisms were fed by 5mL of Tetramim ® solution (5g/L). In the acute and chronic toxicity tests with Allonais inaequalis, it was applied 100mL of sample solution with 5g of sterile sand in four replicates, as above, it was added 6 organisms by replicate, fed by Tetramim ® (2,0g/L) for both tests, with lasting of 96h and 10 days, respectively. It was performed only tests of acute toxicity for D. rerio in which was added 1000mL of sample solution and 2 organisms for each replicate, with two replicates, with duration of 48h, without feeding. The results showed a low toxicity of sand Biofilters\' effluent in relation to the three species exposed to the liquid. Furthermore, the results demonstrate a high index of survival, even in longer tests (16 days lasting) with C. sancticaroli when the organisms could conclude their life cycle. However, besides the 100% of survival in all test, for the A. inaequalis were also observed reproduction; and in the acute toxicity tests for D. rerio it wasn\'t noticed mortality. Although, it is important to highlight that these results represent only toxicological data concerning to aquatic wildlife exposed to effluents, what is not regarding to potability issues of the water treated by SBF. This dissertation is a constituent part of a project financiad by FAPESP (Process number 2014/12712-8), entitled \"Building and performance of domiciliary slow filters according to the isolated comunities reality in Brazil\" which was coordinated by Professors PhD. Lyda Patricia Sabogal Paz and PhD. Juliano José Corbi.

O Vertimec® 18CE, cujo principio ativo é a abamectina, tem sido comercializado no Brasil desde 1994 como acaricida, inseticida e nematicida em fruticulturas, horticulturas e plantas ornamentais; mas, apesar da ampla utilização e de sua classificação toxicológica como medianamente tóxica, é considerado muito perigoso ao meio ambiente, altamente persistente e extremamente tóxico para microcrustáceos e peixes. Considerando essa periculosidade ambiental, objetivou-se nesse estudo avaliar os efeitos diretos e indiretos do agrotóxico Vertimec® 18CE nos ecossistemas aquáticos por meio de estudos experimentais laboratoriais e in situ, contemplando diferentes etapas. Na etapa 1 foram realizados experimentos de campo associados aos testes laboratoriais, avaliando se a água de escorrimento superficial (decorrente da precipitação de 19 mm em solo contaminado com Vertimec® 18CE, em concentração de 0,125 litros de calda/\'M POT.2\', recomendada para culturas de morango) ocasionava toxicidade aos organismos-teste Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, Chironomus xanthus e Danio rerio. Na etapa 2 procurou-se avaliar a influência do agrotóxico Vertimec® 18CE na composição e densidade da comunidade zooplanctônica em experimentos in situ (mesocosmos). Para tanto, utilizou-se a água do escorrimento superficial, a qual foi transferida para as unidades experimentais, nos seguintes tratamentos: 1) controle dos mesocosmos - C; 2) runoff não contaminado - RNC, com água de escorrimento do solo não contaminado; 3) runoff contaminado - RC, com água de escorrimento do solo contaminado com o Vertimec® 18CE, 4) aplicação direta do Vertimec® 18CE - V e 5) amostras coletadas aleatoriamente para verificar se houve contaminação entre os mesocosmos - A. A etapa 3 incluiu a determinação da faixa de sensibilidade dos organismos-teste Daphnia similis, Chironomus xanthus e Danio rerio à abamectina (ingrediente ativo). Os resultados obtidos demonstraram toxicidade do Vertimec® 18CE, associado ao runoff, a todos os organismos-teste, sendo C. dubia a mais sensível, com toxicidade crônica ocorrendo na maior diluição da amostra (3,125%). Com relação aos resultados da etapa 2 verificou-se que o Vertimec® 18CE, associado ao runoff e adicionado diretamente nos mesocosmos, causou alterações na composição e densidade da comunidade zooplanctônica, sendo observado efeitos deletérios especialmente para Copepoda e Cladocera, com menores efeitos sobre Rotifera. Os resultados obtidos na etapa 3 demonstraram que a abamectina é altamente tóxica em concentrações muito baixas, obtendo-se valores de \'CE IND.50\', 48 h para D similis de 5,1 ng/L; \'CL IND.50\', 96 h para C. xanthus de 2,67 \'mü\'g/L e \'CL IND.50\', 48 h para Danio rerio de 33 \'mü\'g/L. Diante do exposto, conclui-se que o agrotóxico Vertimec® 18CE e o seu princípio ativo, a abamectina, causaram toxicidade em baixas concentrações para os organismos aquáticos avaliados neste estudo, o que sugere a adoção de medidas mais restritivas para o uso desse agrotóxico. / The Vertimec® 18EC, whose active ingredient is abamectin, has been commercialized in Brazil since 1994 as acaricide, insecticide and nematicide on fruit and vegetal crops and ornamental plants. Despite its widespread use and toxic classification as moderately hazardous, it is considered very dangerous to the environment, highly persistent and highly toxic to fish and microcrustaceans. In this context, the present study aimed to evaluate the direct and indirect effects of Vertimec® 18EC in aquatic ecosystems through experimental laboratory and in situ studies, comprising different steps. In step 1, field experiments were performed associated to laboratory tests, evaluating if the runoff (from the precipitation of 19 mm in Vertimec® 18EC contaminated soil, in a concentration of 0.125 L/\'M POT.2\', recommended for strawberry crops) caused toxicity to test organisms Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, Chironomus xanthus and Danio rerio. In step 2 the effect of Vertimec® 18EC on the composition and density of zooplankton were evaluated by in situ experiments (mesocosms). Therefore, runoff water was transferred to the experimental units in the following treatments: 1) control of the mesocosm - C; 2) uncontaminated runoff - UC, runoff from the uncontaminated soil); 3) contaminated runoff - CR, runoff from the soil contaminated with Vertimec® 18EC; 4) direct application of Vertimec® 18EC - V; and 5) random sampling in order to verify crossed contamination among the mesocosms - A. Step 3 comprised determination of the sensitivity range of test organisms Daphnia similis, Chironomus xanthus and Danio rerio to abamectin (active ingredient). Results obtained displayed Vertimec® 18EC toxicity associated to runoff to all test organisms, with C. dubia being the most sensitive, with chronic toxicity occurring at a higher sample dilution (3.125%). Concerning the results for step 2, it was verified that Vertimec® 18EC associated with runoff and added directly into the mesocosms caused changes in the composition and density of zooplankton with deleterious effects especially to Copepoda and Cladocera with less effects to Rotifera. The results obtained for step 3 showed that abamectin is highly toxic to aquatic organisms, even at low concentrations, yielding 48 h EC50 values for D. similis of 5.1 ng/L, 96 h \'LC IND.50\' for C. xanthus of 2.67 \'mü\'g/L and 48 h \'LC IND.50\' for Danio rerio of 33 \'mü\'g/L. In this context, it was verified that Vertimec® 18EC and its active ingredient, abamectin, caused toxicity to the test organisms evaluated in this study in low concentrations, what demands restrictive measurements for the use of this pesticide.

Orientadores: Leonardo Fernandes Fraceto, Vera Lucia Scherholz Salgado de Castro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clemente_Zaira_D.pdf: 3720212 bytes, checksum: 1769ff8be9463431799911a24a3f963a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A ecotoxicologia de nanopartículas de dióxido de titânio (nano- TiO2) tem sido amplamente estudada nos últimos anos, mas os resultados obtidos ainda são inconclusivos. Assim, permanecem dúvidas sobre a aplicabilidade dos atuais protocolos ecotoxicológicos para avaliação dos possíveis impactos do uso da nanotecnologia. Poucas investigações toxicológicas tem considerado as propriedades fotocatalíticas da substância, que podem aumentar a sua toxicidade para a biota aquática. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos em organismos aquáticos expostos a diferentes nano- TiO2, sob diferentes condições de iluminação. A interação de variáveis como concentração, fase cristal (anatase puro - TA , ou uma mistura de anatase e rutilo - TM) e da condição de iluminação ( luz visível ou luz ultravioleta e visível) foram investigadas através da observação de parâmetros de letalidade e de efeitos subletais em peixes juvenis (pacu caranha, Piaractus mesopotamicus), embriões de peixe (zebrafish, Danio rerio) e microcrustáceos (Daphnia similis e Artemia salina). A exposição aguda e prolongada de peixes juvenis não causou mortalidade nem acúmulo de Ti em músculo dos peixes, mas houve efeitos bioquímicos e genéticos, que dependeram da fase cristal e da condição de iluminação empregada. A atividade de fosfatase ácida (FA), bem como os níveis de proteínas carboniladas (PCO) e de metalotioneína foram biomarcadores úteis de exposição aguda ao nano -TiO2. Por outro lado, os resultados mostraram que para a exposição prolongada, a atividade específica da catalase (CAT), glutationa S-transferase (GST), os níveis de PCO e o ensaio cometa foram os biomarcadores mais úteis. O nano-TiO2 também foi considerado praticamente não tóxico sob luz visível para D. similis e A. salina. A exposição ao nano -TiO2, sob luz visível e ultravioleta aumentou a toxicidade dos nano-TiO2 para microcrustáceos. No caso de D. similis, TM foi mais tóxico do que o TA , mostrando valores de CE5048h = 60,16 e 750,55 mg/L, respectivamente. A A. salina foi mais sensível do que D. similis, com CE5048h = 4 mg/L para ambos os produtos. Em concentrações subletais, o nano- TiO2 não apresentou qualquer impacto negativo sobre o crescimento de Daphnia e Artemia. As atividades específicas de CAT, superóxido dismutase e FA foram biomarcadores úteis de exposição ao nano- TiO2 em Daphnia. Para embriões, a exposição ao nano-TiO2 causou eclosão precoce. Sob luz ultravioleta, o nano- TiO2 causou redução no comprimento das larvas. Além disso, um aumento no número de larvas com alteração de equilíbrio e na mortalidade foi observado nos grupos expostos a TM sob luz ultravioleta. As atividades específicas de CAT e GST apresentaram boa resposta em embriões expostos ao nano-TiO2. A determinação da toxicidade do nano- TiO2 depende do organismo, meio de cultura e o tempo de exposição utilizado nos bioensaios. Depende também da fase cristal e das condições de iluminação. Verificou-se que a exposição à radiação ultravioleta a níveis ambientais mínimos aumenta a toxicidade do nano-TiO2. Os resultados indicam a ocorrência de estresse oxidativo em conseqüência da exposição ao nano-TiO2, mas em geral, não houve uma clara relação concentração- resposta ao considerar parâmetros subletais. Isto pode estar relacionado com a instabilidade dos sistemas de exposição, devido a agregação e precipitação das nanopartículas. Entretanto, nossos resultados indicam que a influência de fatores abióticos sobre a ecotoxicidade do nano- TiO2 deve ser explorada em detalhes, a fim de estabelecer modelos experimentais adequados para estudar a sua toxicidade em espécies de relevância ambiental e contribuir para o desenvolvimento sustentável da nanotecnologia / Abstract: The ecotoxicology of titanium dioxide nanoparticles (nano-TiO2) has been extensively studied in recent years but the results are so far confusing. Hence, doubts remain about the applicability of current ecotoxicological protocols to evaluate the possible impacts of nanotechnology. Few toxicological investigations have considered the photocatalytic properties of the substance, which can increase its toxicity to aquatic biota. The aim of this work was to evaluate the effects on aquatic organisms exposed to different nano-TiO2, under different illumination conditions. The interaction of variables as concentration, crystal phase (pure anatase ¿ TA, or a mixture of anatase and rutile ¿ TM) and illumination condition (visible light or ultraviolet and visible light) were investigated by observing lethal an sublethal parameters in juveniles fishes (pacu caranha, Piaractus mesopotamicus), fish embryos (zebrafish, Danio rerio) and microcrustaceans (Daphnia similis and Artemia salina). The acute and prolonged exposure of juvenile fishes caused no mortality neither Ti accumulation in fish muscle, but showed biochemical and genetic effects, which depends on the crystal phase and the illumination condition employed. The acid phosphatase activity (AP) as well as the metallothionein and protein carbonylation (PCO) levels and the micronucleus test were useful biomarkers of acute exposure of fish to nano-TiO2. On the other side, the findings showed that for prolonged exposure, the specific activity of catalase (CAT), glutathione S-transferase (GST), PCO levels and comet assay were more useful as biomarkers. Nano-TiO2 was also considered pratically non-toxic under visible light to D. similis and A. salina. Exposure to nano-TiO2 under visible and ultraviolet light enhanced the toxicity of nano-TiO2 to microcrustaceans. In the case of D. similis, TM was more toxic than TA, showing values of EC5048h = 60.16 and 750.55 mg/L, respectively. A. salina was more sensitive than D. similis, with EC5048h = 4 mg/L for both products. At sublethal concentrations, the nano-TiO2 did not show any negative impacts on the growth of Daphnia and Artemia. The specific activities of CAT, AP and superoxide dismutase were usefull biomarkers of nano-TiO2 exposure in Daphnia. To embryos the nano-TiO2 exposure caused early hatching. Under ultraviolet light, nano-TiO2 caused reduction in larvae length. Also, an increase in larvae with alteration in equilibrium and larvae mortality was observed in groups exposed to TM under ultraviolet light. The specific activities of CAT and GST showed good answer in embryos exposed to nano-TiO2. Determination of the nano-TiO2 toxicity using bioassays depends on the organism, culture medium, and exposure time employed. It also depends on the crystal phase and the illumination condition. Exposure to ultraviolet light at minimal environmental levels increases the nano-TiO2 toxicity. The results indicate the occurrence of oxidative stress in consequence of nano-TiO2 exposure, but in general there was not a clear concentration-response relationship when considering sublethal parameters. This can be related to the instability of exposure systems, due to nanoparticles aggregation and precipitation. However, our results indicates that the influence of abiotic factors on nano-TiO2 ecotoxicity must be explored in detail, in order to establish experimental models to study their toxicity to environmentally relevant species and contribute to nanotechnology development in a sustainable way. The ecotoxicology of titanium dioxide nanoparticles (nano-TiO2) has been extensively studied in recent years but the results are so far confusing. Hence, doubts remain about the applicability of current ecotoxicological protocols to evaluate the possible impacts of nanotechnology. Few toxicological investigations have considered the photocatalytic properties of the substance, which can increase its toxicity to aquatic biota. The aim of this work was to evaluate the effects on aquatic organisms exposed to different nano-TiO2, under different illumination conditions. The interaction of variables as concentration, crystal phase (pure anatase ¿ TA, or a mixture of anatase and rutile ¿ TM) and illumination condition (visible light or ultraviolet and visible light) were investigated by observing lethal an sublethal parameters in juveniles fishes (pacu caranha, Piaractus mesopotamicus), fish embryos (zebrafish, Danio rerio) and microcrustaceans (Daphnia similis and Artemia salina). The acute and prolonged exposure of juvenile fishes caused no mortality neither Ti accumulation in fish muscle, but showed biochemical and genetic effects, which depends on the crystal phase and the illumination condition employed. The acid phosphatase activity (AP) as well as the metallothionein and protein carbonylation (PCO) levels and the micronucleus test were useful biomarkers of acute exposure of fish to nano-TiO2. On the other side, the findings showed that for prolonged exposure, the specific activity of catalase (CAT), glutathione S-transferase (GST), PCO levels and comet assay were more useful as biomarkers. Nano-TiO2 was also considered pratically non-toxic under visible light to D. similis and A. salina. Exposure to nano-TiO2 under visible and ultraviolet light enhanced the toxicity of nano-TiO2 to microcrustaceans. In the case of D. similis, TM was more toxic than TA, showing values of EC5048h = 60.16 and 750.55 mg/L, respectively. A. salina was more sensitive than D. similis, with EC5048h = 4 mg/L for both products. At sublethal concentrations, the nano-TiO2 did not show any negative impacts on the growth of Daphnia and Artemia. The specific activities of CAT, AP and superoxide dismutase were usefull biomarkers of nano-TiO2 exposure in Daphnia. To embryos the nano-TiO2 exposure caused early hatching. Under ultraviolet light, nano-TiO2 caused reduction in larvae length. Also, an increase in larvae with alteration in equilibrium and larvae mortality was observed in groups exposed to TM under ultraviolet light. The specific activities of CAT and GST showed good answer in embryos exposed to nano-TiO2. Determination of the nano-TiO2 toxicity using bioassays depends on the organism, culture medium, and exposure time employed. It also depends on the crystal phase and the illumination condition. Exposure to ultraviolet light at minimal environmental levels increases the nano-TiO2 toxicity. The results indicate the occurrence of oxidative stress in consequence of nano-TiO2 exposure, but in general there was not a clear concentration-response relationship when considering sublethal parameters. This can be related to the instability of exposure systems, due to nanoparticles aggregation and precipitation. However, our results indicates that the influence of abiotic factors on nano-TiO2 ecotoxicity must be explored in detail, in order to establish experimental models to study their toxicity to environmentally relevant species and contribute to nanotechnology development in a sustainable way / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Edson Aparecido Abdul Nour, Angela dos Santos Barretto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-18T23:01:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_EloisaMariadosReisdos_M.pdf: 6258003 bytes, checksum: b7f23780de2803fe78e2f875075800dd (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência na redução da concentração de formaldeído do efluente de um sistema de tratamento combinado: filtro anaeróbio (FA), seguido de biofiltro aerado submerso (BAS) e decantador, por meio de testes de toxicidade utilizando as espécies Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia similis, Poecilia reticulata e Girardia tigrina. O experimento foi desenvolvido nas dependências do Laboratório de Saneamento da FEC/UNICAMP. Os 3 pontos de coleta foram: efluente bruto mais formaldeído, saída do FA e saída do decantador, correspondendo ao efluente tratado pelo sistema. O estudo foi dividido em quatro fases diferenciadas pela concentração teórica de formaldeído aplicada: Fase 1 (F1) - 100 mg L-1, Fase 2 (F2) - 200 mg L-1, Fase 3 (F3) - 400 mg L-1 e Fase 4 (F4) - 500 mg L-1. A água residuária que foi utilizada neste estudo apresentava características condizentes às de um esgoto sanitário de média concentração em termos de matéria orgânica. Em cada fase de operação, a concentração média e a porcentagem de redução do formaldeído no efluente tratado pelo sistema foram de 0,1 mg L-1 e 99,9% (F1); 0,1 mg L-1 e 100% (F2); 0,7 mg L-1 e 99,8% (F3) e 3,8 e 99,2% (F4). O valor médio da concentração e da porcentagem de remoção de DQO total para o efluente tratado pelo sistema, durante o período de estudo foi de 53 mg L-1 e 87% (F1), 41 mg L-1 e 93% (F2), 62 mg L-1 e 93% (F3) e 131 mg L-1 e 90% (F4). O efluente do sistema combinado não apresentou toxicidade aguda para D. similis em todas as concentrações teóricas afluentes aplicadas. Na F1 o efluente do sistema apresentou toxicidade aguda pouco significativa para P. subcapitata e P. reticulata; na F2 para G. tigrina e P. reticulata, na F3 para P. subcapitata, P. reticulata; e G. tigrina. Na F4 o efluente foi significativamente tóxico aos organismos: P. subcapitata, P. reticulata e G. tigrina. As espécies estudadas indicaram serem organismos-teste adequados a estudos de toxicidade de esgoto sanitário contendo formaldeído tratado pelo sistema combinado alvo do estudo. Pelos resultados obtidos, o sistema combinado, na configuração utilizada neste estudo, foi considerado adequado à redução da toxicidade para as concentrações de formaldeído presentes, exceto para a concentração de 500 mg L-1, tóxica a três organismos-teste, sendo necessário um período maior de monitoramento para garantir a adaptação da biomassa a fim de reduzir a toxicidade do efluente / Abstract: This study aimed to evaluate the efficiency in reducing formaldehyde concentration in the effluent of a system of combined treatment: anaerobic filter (AF), followed by aerated submerged biofilter (BAS) and decanter through toxicity tests using species Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia similis, Poecilia reticulata and Girardia tigrina. The experiment was developed in the Sanitation Laboratory FEC / UNICAMP. The three collection points were raw effluent more formaldehyde, AF output and output of the decanter, corresponding to the effluent treated by the system. The study was divided into four phases distinguished by the theoretical concentration of formaldehyde applied: Phase 1 (F1) - 100 mg L-1, Phase 2 (F2) - 200 mg L-1, Phase 3 (F3) - 400 mg L-1 and Phase 4 (F4) - 500 mg L-1. The wastewater which was used in this study had characteristics consistent with those of an average concentration of sewage in terms of organic matter. At each stage of operation, the average concentration and percentage reduction of formaldehyde in the effluent treated by the system was 0.1 mg L-1 and 99.9% (F1), 0.1 mg L-1 and 100% (F2) 0 , 7 mg L-1 and 99.8% (F3) and 3.8 and 99.2% (F4). The average concentration and percentage of total COD removal for the treated effluent through the system, Section 3, during the study period was 53 mg L-1 and 87% (F1), 41 mg L-1 and 93% (F2), 62 mg L-1 and 93% (F3) and 131 mg L-1 and 90% (F4). The effluent of the combined system showed no acute toxicity to D. similis in all concentrations applied theoretical tributaries. In F1, F2 and F3, the effluent of the system showed little significant acute toxicity to P. subcapitata, P. reticulata, and G. tigrina. F4 in the effluent was significantly toxic to organisms: P. subcapitata, P. reticulata and G. tigrina. The species indicated that the test organisms suitable for toxicity studies of formaldehyde containing wastewater treated by the combined system of the target study. From the results, the combined system, the configuration used in this study was considered appropriate to reduce the toxicity of formaldehyde concentrations present, except for the concentration of 500 mg L-1, toxic to three test organisms, requiring a longer period of adaptation of the system to reduce effluent toxicity / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Alexandre Nunes Ponezi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-21T07:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torres_DaniladeLeoneFrancaeFreitas_M.pdf: 2036503 bytes, checksum: 068ab775d9c675592e34d0bfdd2ca1e9 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O uso de efluente tratado na agricultura irrigada constitui uma alternativa adequada para a preservação de mananciais, além de ser uma importante fonte de nutrientes. No entanto, os riscos de toxicidade devem ser avaliados. Testes ecotoxicológicos apresentam-se como uma ferramenta apropriada, devido à sensibilidade dos organismos e sua ampla aceitação por órgãos governamentais e científicos. O objetivo do presente estudo foi avaliar a toxicidade aguda na fotobactéria marinha Vibrio fischeri e no microcrustáceo Daphnia similis (CE50) e do potencial citotóxico, genotóxico e mutagênico em Allium cepa (cebola) de um efluente sanitário tratado usado para irrigação. Os ensaios foram realizados no efluente bruto e nos tratados utilizados para irrigação: anaeróbio e pos-tratamento anaeróbio (nitrificado). Os resultados evidenciaram que o efluente bruto, apresentou uma maior variação dos valores de CE50 para ambos os organismos. O efluente anaeróbio apresentou um efeito tóxico agudo maior para V. fischeri que para D. similis. Já o nitrificado (pos-tratamento anaeróbio) apresentou uma toxicidade aguda menor para ambos os organismos testados. Na avaliação das aberrações cromossômicas em A. cepa, os efluentes tratados apresentaram uma redução do potencial citotóxico (p<0,05) em relação ao efluente bruto. Pode-se concluir que os testes escolhidos foram adequados para o monitoramento do efluente. Recomenda-se que o uso de efluente tratado na agricultura seja realizado de forma regrada, atentando para os padrões de Boas Práticas Agrícolas (GAP) e de toxicidade. Além disso, em escala real é necessário um estudo de monitoramento periódico que avalie impactos a longo prazo, incluindo testes de toxicidade crônica / Abstract: The use of the treated effluent in agriculture has proven to be an important alternative, since its preservation of water and its potential as source of nutrients, with low potential for negative impact on the environment. However, toxicity remains an important issue. Ecotoxicological tests are appropriate tools to evaluate the toxicity of effluents. The aim of this study was to evaluate acute toxicity on marine bacteria Vibrio fischeri, on micro crustacean Daphnia similis (EC50) and on Allium cepa (onion) (assessment of cytotoxic, mutagenic and genotoxic potencial) in treated sanitary effluent used for irrigation. We tested the raw effluent, and in its treatments, used for irrigation: anaerobic and anaerobic posttreatment (nitrified). Our results showed that the raw effluent had a greater variation of EC50 for both organisms, due to an intrinsic variability of its composition. The anaerobic effluent had a greater acute toxic effect on V. fischeri than for D. similis. Yet, the nitrified (anaerobic post-treatment stage) showed a lower toxicity for both tested organisms. We found a reduction in the citotoxical potential in A. cepa as compared to the raw efluente. We concluded that the tests chosen were adequate for monitoring the effluent since the organisms showed adequate sensitivity. It is therefore suggested that the use of treated wastewater in agriculture should be standardized, noting Good Agricultural Practices (GAP) and toxicity stardards. Furthermore for larger scale assumption it is necessary a periodic monitoring study to assess long term impacts, including chronic toxicity tests / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientador: Alexandre Nunes Ponezi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brota_GiovaniArchanjo_M.pdf: 4346412 bytes, checksum: b44166c5b1e0b8b8123c49c267aa9a87 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O tratamento de esgoto doméstico é de fundamental importância para a manutenção da qualidade dos corpos hídricos e da vida aquática assim como para a conservação dos recursos naturais. Neste foco, os sistemas de tratamento como lagoas de estabilização são largamente utilizados no Brasil para tratamento de efluentes sanitários. O uso de efluente sanitário proveniente do pós-tratamento de lagoa de estabilização utilizado na irrigação de culturas agrícolas é recomendado como prática complementar ao tratamento do efluente, fornecendo assim um aporte de nutrientes necessários ao desenvolvimentos de diversas culturas agrícolas. No entanto essa prática deve ser avaliada quanto aos impactos ambientais. Com esse intuito, foi desenvolvida uma pesquisa para avaliar os potenciais efeitos tóxicos proveniente da aplicação de efluente tratado por lagoas facultativas na cultura de Eucalyptus urograndis. O local escolhido para a pesquisa foi uma área cedida pela ETE Prof. Carmelino Correa Junior (Colégio Agrícola), no município de Franca-SP. A área foi dividida em 8 tratamentos e irrigada de acordo com a dose de "água'' recomendada para a cultura de eucalipto da seguinte forma: T1 dose de Água, sem adubação química, T2 dose de Água, com adubação química, T3 Efluente - 1/3 da dose, com adubação química, T4 Efluente - 1/2 dose com, adubação química, T5 Efluente - 1 dose, com adubação química, T6 Efluente - 1 dose, sem adubação, T7 Efluente - 1,5 dose, sem adubação química e T8 - sem irrigação e sem adubação química (testemunha). A pesquisa avaliou a presença de elementos e compostos com potencial tóxico em detrimento da aplicação de efluente tratado, por meio de analises físicoquímicas e ecotoxicológicas, correlacionando a concentração de metais, sais e o potencial efeito tóxico causado por compostos alelopáticos liberados pelo eucalipto. Assim foi possível inferir a partir dos resultados obtidos nos testes com Daphnia similis e Vibrio fischeri, onde foram obtidos valores de CE50 superiores a 75% para a maior parte dos tratamentos, indicando um baixa toxicidade ou em alguns caso sua ausência / Abstract: The domestic wastewater treatment is critical for maintaining the quality of water bodies and aquatic life as well as for the conservation of natural resources. In this focus, treatment systems and stabilization ponds are widely used in Brazil for the treatment of wastewater. The use of sanitary effluent from the post-treatment stabilization pond used for irrigation of agricultural crops is recommended as a complementary practice to the treatment of the effluent, thus providing a supply of nutrients necessary for the development of several crops. However, this practice should be evaluated for environmental impacts. For this purpose, we developed a survey to assess the potential toxic effects from the application of effluent ponds for the culture of Eucalyptus optional urograndis, the site chosen for the research was an area ceded by Prof. ETE. Carmelino Correa Junior (Agricultural College) in the city of Franca-SP. The area was divided into eight treatments and irrigated according to the dose of "water'' recommended for the cultivation of eucalyptus as follows: T1 dose of water, without chemical fertilizer, T2 dose of water with chemical fertilizer, effluent T3 - third dose, with chemical fertilizer, effluent T4 - 1/2 dose, chemical fertilizer, effluent T5 - 1 dose, with chemical fertilizer, effluent T6 - 1 dose, without fertilization, T7 Effluent - 1.5 dose without chemical fertilizer and T8 - without irrigation and without chemical fertilizer. (control). This study evaluated the presence of elements and compounds with toxic potential detriment of the application of treated wastewater through physical-chemical analyzes and ecotoxicological correlating the concentration of metals, salts and the potential toxic effect caused by allelopathic compounds released from eucalyptus. Thus it was possible to conclude from the results obtained in tests on Daphnia similis and Vibrio fischeri, which were obtained EC50 values higher than 75% for most treatments, indicating a low toxicity and in some cases failing / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-06-12T22:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1351_1.pdf: 1227406 bytes, checksum: fac5ecb507b7a122f0c7ed3b520c9231 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As áreas costeiras sofrem com a grande quantidade de poluentes que chegam pelos rios. Esses poluentes, por sua vez, tendem a se acumular no sedimento, que desta forma tornamse tóxico tanto para os organismos que o utilizam como habitat quanto para os que dependem deste ambiente para sua alimentação. Os poluentes podem tornar-se disponíveis para a coluna d água através de processos como dragagens. Desta forma, o presente estudo traz uma série de testes utilizando o copépodo bentônico Tisbe biminiensis para a sua avaliação e implementação como organismo-teste em ensaios toxicológicos utilizando sedimento. Como análises preliminares, foram realizados testes utilizando sedimento coletado no estuário do rio Maracaípe para confirmar sua condição de controle. O dicromato de potássio (K2Cr2O7) foi utilizado como substância de referência para determinação da variação de sensibilidade do T. biminiensis através da análise da variação da CL50. Testes com diferentes tamanhos de grãos foram realizados com o objetivo de saber se existia alguma preferência desta espécie a alguma faixa de tamanho específico. Posteriormente, ensaios toxicológicos utilizando o sedimento da Baía de Suape em dois períodos (seco e chuvoso) do ano de 2003 foram realizados para avaliar a sua toxicidade. No período de abril de 2005 a janeiro de 2006, a avaliação toxicológica do Porto de Suape foi expandida para o estuário do rio Ipojuca, aumentando também o número de coletas (2 no período chuvoso e 2 no seco). Por último, foram realizadas coletas de sedimento no estuário do rio São Paulo (Bahia, Brasil) um local com histórico de contaminação por hidrocarbonetos. Estas amostras de sedimento foram testadas em bioensaios cujo objetivo foi a comparação da sensibilidade do copépodo T. biminiensis e de pós-larvas (PLs) de Litopenaeus vannamei. Como resultados, tivemos que o sedimento do estuário do rio Maracaípe não interfere na sobrevivência ou reprodução do T. biminiensis. A CL50-96h do K2Cr2O7 foi de 9,45 mg.L-1 e para o Cr foi de 3,19 mg.L-1. O T. biminiensis não demonstrou preferência quanto ao tamanho do grão. No primeiro ano de coleta no Porto de Suape, observou-se uma mortalidade significativamente superior em relação ao controle no ponto 4 no período seco, porém não foi observado efeito letal ou subletal no período chuvoso. Correlações significativas foram observadas entre a toxicidade letal e os &#931;n-alcanos e &#931;(C21-C34). No segundo ano de coleta no Porto de Suape e no estuário do rio Ipojuca, não foi observado efeito letal em nenhum ponto de coleta ou período amostrado, porém, efeitos subletais ocorreram em diferentes períodos e pontos de coleta. Maior toxicidade foi observada no mês de julho/agosto (2005), onde ocorreram efeitos subletais em todos os pontos. No estuário do rio São Paulo, não foi observado efeito letal em nenhuma das espécies utilizadas. Porém, efeitos subletais foram observados quando o copépodo foi utilizado, indicando presença de contaminantes no estuário do rio São Paulo em três pontos no mês de março e em apenas um no mês de outubro. Não foi observado qualquer efeito subletal quando utilizamos a PL do camarão em nenhum dos pontos ou meses de coleta. Análises de correlação de Pearson identificaram correlações significativas entre os efeitos subletais observados com o copépodo e os HRP, HTP e MCNR. Ao longo do trabalho as concentrações de metais pesados, HPAs e alifáticos são discutidos. De acordo com este estudo podemos concluir que à área estuarina de Suape, pode ser considerada como uma área com baixo potencial para causar efeitos tóxicos letal. Com relação ao estuário do rio São Paulo, apesar de ser uma área onde observa-se grande quantidade de óleo exudando do solo, é uma área com baixa probabilidade de causar efeito tóxico letal, porém, percebe-se uma variação espacial relevante, pois em um dos pontos, 2 amostras apresentaram mortalidade superior a 80% e a outra, inferior a 10%, daí a importância da realização de réplicas amostrais em campo. Com relação a utilização do copépodo T. biminiensis, podemos concluir que é um organismo promissor para ser utilizado em testes de toxicidade com sedimento, pois é uma espécie generalista quanto a granulometria do sedimento, apresenta uma constância na sua sensibilidade quanto a substância de referência e apresentou-se mais sensível do que as PLs do L. vannamei

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The indiscriminate use of agricultural supplies can cause soil pollution, affecting the flora, fauna and ecological relationships. Among these chemical compounds used in agriculture, there is the Bordeaux mixture. The intense use of this fungicide results in a considerable copper addition in the soil, may cause damage to exposed organisms. This study aimed to evaluate the toxicological effects of different copper doses, (0, 35, 70, 105, 140 e 175 mg.Kg-1) applied in soil, at earthworms Eisenia andrei biomass and reproduction, through ecotoxicological tests as well as the effects of exposure to antioxidant enzyme activity, by the enzymes catalase and glutathione S-transferase (GST and CAT), on neurotransmission biomarkers such as acetylcholinesterase (AChE) and cell membrane lipid peroxidation through the levels of malondialdehyde (MDA). The ecotoxicological results showed that the largest copper doses tested, (140 e 175 mg.Kg-1) were toxic, because the worms had a mean biomass reduction and cocoons. In the enzyme assessments, an increase in the glutathione-S-transferase activity was observed as the antioxidant defense mechanism. The significant MDA levels increase and the acetylcholinesterase activity inhibition, indicating the cell membrane lipid peroxidation occurrence and neurotransmission changes as a result of oxidative stress caused by the metal. / O uso indiscriminado de insumos agrícolas pode causar a poluição dos solos, comprometendo a flora, fauna e as relações ecológicas. Dentre os insumos químicos utilizados na agricultura, destaca-se a calda bordalesa. Sua intensa utilização resulta em uma adição considerável de cobre ao solo, podendo causar danos aos organismos expostos. O presente estudo teve como objetivo determinar os efeitos toxicológicos de diferentes doses de cobre: 0, 35, 70, 105, 140 e 175 mg.Kg-1 aplicado ao solo, na biomassa e reprodução das minhocas Eisenia andrei, através dos testes ecotoxicológicos assim como os efeitos da exposição a nível enzimático antioxidante, através das enzimas catalase e glutationa S-transferase (CAT e GST), sobre biomarcadores de neurotransmissão como a acetil-colinesterase (AChE) e na peroxidação lipídica da membrana celular através dos níveis de malondialdeído (MDA). Os resultados ecotoxicológicos, evidenciaram que as maiores doses de cobre testadas, (140 e 175 mg.Kg-1) foram tóxicas, pois as minhocas apresentaram redução média na biomassa e no número de casulos. Em relação aos níveis enzimáticos, foi observado um incremento na atividade das enzimas glutationa-S-transferase, como mecanismo de defesa antioxidante. O aumento significativo nos níveis de MDA observados e a inibição da atividade da acetil-colinesterase, indicam a ocorrência da peroxidação lipídica da membrana celular e alterações na neurotransmissão em decorrência do estresse oxidativo ocasionado pela presença do metal.

Nas últimas décadas tem-se verificado um significativo aumento na quantidade de contaminantes que são liberados no ambiente, destacando-se os agrotóxicos como um dos mais utilizados e nocivos. Os agrotóxicos são utilizados para o controle de doenças, pragas e plantas invasoras e, apesar de sua eficiência, seus efeitos em nível de ecossistema e saúde humana são preocupantes. No município de Bom Repouso/MG, devido à prática agrícola há intenso uso de agrotóxicos, os quais são aplicados nas lavouras de morango e batata sem controle mais efetivo, não sendo verificada nenhuma avaliação ambiental física, química e biológica, ou que incluísse os testes de toxicidade terrestres. Dentro desse contexto, o presente estudo procurou avaliar a aplicabilidade dos testes ecotoxicológicos padronizados internacionalmente para organismos terrestres, além de avaliar os impactos ambientais decorrentes das atividades agrícolas no município de Bom Repouso. Para tanto, ensaios de toxicidade (testes de evitamento, toxicidade aguda e crônica) com a espécie Eisenia andrei (ANNELIDA, OLIGOCHAETA), além de análises físicas e químicas, foram realizados com amostras de solo coletadas nas monoculturas de morango e batata, e em área de mata preservada. Nas análises físicas e químicas dos solos foram detectadas concentrações de metais e agrotóxicos em concentrações abaixo de valores orientadores definidos em legislação vigente, ressaltando-se que ambos também ocorreram em áreas de mata preservada. Elevadas concentrações de alumínio foram detectadas nos solos, porém não existem valores orientadores estabelecidos e provavelmente são características do tipo de solo da área de estudo. Não foi verificada toxicidade aguda aos organismos-teste, enquanto que nos testes de evitamento verificou-se que os organismos evitaram os solos de área de cultivo de morango e batata, preferindo os da mata; porém não é possível afirmar se esse resultado se deve à presença de contaminantes ou às propriedades físicas e químicas dos solos. Em relação aos efeitos subletais, a perda de peso não foi caracterizada como efeito de toxicidade, e os efeitos sobre a reprodução, para a maioria dos solos testados, não foram significativos, com exceção de duas amostras coletadas em área de mata e uma amostra de área de batata. Este resultado pode ter sido influenciado pelas concentrações de agrotóxicos não detectados (mas identificados em estudos anteriores), embora as características ácidas do solo também possam ter maior representatividade. Especificamente para as áreas de mata, as concentrações de alumínio detectadas nos solos e a dificuldade de ajuste de umidade provavelmente também influenciaram os resultados. Em função dos resultados obtidos, verifica-se que ainda são necessárias alterações nos procedimentos dos testes ecotoxicológicos com organismos terrestres, com adaptações para testes com amostras de solos naturais. Em relação ao município de Bom Repouso, são evidentes os problemas ambientais decorrentes do uso de agrotóxicos, sendo necessária uma avaliação de risco que permita uma visão sistêmica da situação ambiental e de saúde dos moradores da região. / In the last decades there has been a significant increase in the amount of contaminants that are released into the environment, especially pesticides as one of the most used and harmful. The pesticides are used to control diseases, plagues and invaded plants and, despite its efficiency, its effects on the ecosystem level and human health are disturbing. In the Bom Repouso/MG municipality, due to the agricultural practice, there is an intensive use of pesticides, which are applied in strawberry and potato crops without more effective control, and it is not checked any biological, chemical and physical environmental assessment, which would include tests for terrestrial toxicity. In this context, this current study sought to evaluate the applicability of ecotoxicological tests internacionally standardized for terrestrial organisms and to evaluate the environmental impacts of agricultural activities in the Bom Repouso/MG municipality. Therefore, toxicity tests (tests of avoidance, chronic and acute toxicity) with the species Eisenia andrei (ANNELIDA, OLIGOCHAETA), in addition physical and chemical analysis, were performed with soil samples collected from monocultures of strawberry and potato, in addition preserved forest. In the chemical and physical analysis of the soils were detected concentrations of metals and pesticides in concentrations below the guiding values defined in current legislation, emphasizing that both also occurred in areas of preserved forest. High concentrations of aluminum were detected in soils, but there are no established guinding values and probably these are characteristics of the soil type of the study area. It was not observed acute toxicity to the test-organisms, whereas in tests of avoidance, it was observed that the organisms avoided the soils of the cultivation of strawberry and potato, preferring the forest, but it is not possible to state whether this result is due to the presence of contaminants or the chemical and physical properties of the soils. With respect to the sub lethal effects, the weight loss was not characterized as an effect of toxicity, and the effects on reproduction, for the most soils tested, were not significant, except for the two samples collected in the forest area and one sample in the potato area. This result may have been influenced by the concentrations of pesticides not detected (but identified in previous studies), although the acid soil characteristics may also have greater representation. Specifically for the forest areas, the concentration of aluminum detected in soils and the difficulty of the moisture adjusting, probably also influenced the results. Depending on the results, it observes that are still necessary changes in the procedures ecotoxicological tests with terrestrial organisms, with adjustments for tests with samples of natural soils. With reference to the Bom Repouso municipality, are obvious the environmental problems and because of the use of pesticides, it is necessary an assessment risk that allows a systemic view of the environmental situation and of the health of region residents.

Localizado na bacia hidrográfica de montante do Rio Mogi-Guaçu, o município de Bom Repouso/MG é considerado estratégico quanto à questão hídrica e econômica, pois apresenta uma elevada quantidade de nascentes (368 nascentes catalogadas) que dão origem aos principais rios da bacia, além de ser um dos principais produtores de batata e morango do país. Estudos anteriores demonstram que esta região tem sofrido perdas quali-quantitativas em seus recursos naturais, especialmente por causa da remoção de cobertura nativa para a expansão de atividades agrícolas e o uso extensivo de defensivos agrícolas, como agrotóxicos e fertilizantes. No presente estudo, a fase I da AIT foi aplicada com o objetivo de evidenciar as características das principais classes de compostos responsáveis pela toxicidade em uma nascente da região de Bom Repouso/MG, Brasil. A toxicidade crônica da amostra bruta, submetida a manipulações como filtração, aeração, ajuste de pH, extração em coluna de octadecil (C18), graduação de pH, adição de EDTA e Tiossulfato de Sódio (\'NA IND.2\'S IND.2\'O IND.3\') foi avaliada por meio de ensaios com Ceriodaphnia dubia. Testes com uma amostra de referência mostraram que o efeito sobre os organismos não era apenas causado por estresse, mas por uma combinação de fatores, como os baixos valores de pH, a baixa dureza da amostra e a presença de substâncias como o ferro, cromo e selenatos, que mesmo em baixas concentrações poderiam ter seu efeito maximizados. No sedimento elutriato um panorama diferente foi visto pois houveram reduções nas graduações de pH e extração em fase sólida, o que também caracteriza combinação de fatores como estresse dos organismos e presença de substâncias orgânicas. / Located in the amount of the Mogi-Guaçu river basin, Bom Repouso City/MG is considered strategic in water resources and economy, because it has high number of springs (368 springs cataloged) and giving rise to the major rivers of the basin, and is among the largest potatoes and strawberry producers. Previous studies have shown that this region has suffered losses in their qualitative and quantitative natural resources, especially because the removal of native forest for the expansion of agricultural activities and the extensive use of agrochemicals such as pesticides and fertilizers. In this study, phase I of TIE was implemented with the aim of highlighting characteristics of major classes of compounds responsible for toxicity in a spring of Bom Repouso City/MG, Brazil. The chronic toxicity of the whole sample and subjected to gross manipulation as filtration, aeration, pH adjustment, solid phase extraction (C18), pH graduated, addition of EDTA and sodium thiosulfate (\'NA IND.2\'S IND.2\'O IND.3\') was assessed by tests with the organism Ceriodaphnia dubia. Tests with a reference sample showed that the effect on the organisms wasnt just caused by stress, but a combination of factors such as low pH and low hardness of the sample and the presence of substances such as iron, chromium and selenate, that even at low concentrations could have maximized effects. Sediment elutriate tests shown a different scenery because there were reductions in the graduated pH and SPE tests, which also reveals a combination of stress factors and presence of organic substances.