Derivat de 3 capítols de la tesi s'han publicat dos articles en revistes científiques i un capítol de llibre: Chapter 3, pg. 61 : Corcoll et al. 2012-HdB Environ Chem-book chapter 4 Chapter 4, pg. 81: Corcoll et al. 2011- Chl-a fluorescence parameters as biomarkers of metal toxicity in fluvial biofilms Chapter 5, pg. 117: Corcoll et al. 2012- The effect of metals on photosynthesis processes and diatom metrics on biofilm from a metal-contaminated river / Metal pollution in rivers is in great concern with human activities in the fluvial watershed. This thesis aims to investigate the potential use of chl-a fluorescence parameters as biomarkers of metal toxicity, and to find cause-effect relationships between metal exposures, other environmental factor (i.e. light), and functional and structural biofilm responses. This thesis demonstrates that the use of chl-a fluorescence parameters allows detect early effects on biofilms caused by zinc toxicity, both in the laboratory as in polluted rivers. In microcosm experiments, the use of chl-a fluorescence parameters allows evaluates structural changes on photosynthetic apparatus and in algal groups’ composition of biofilms long-term exposed to zinc. In order to evaluate the effects of chronic metal pollution in rivers, it is recommended the use of biofilm translocation experiments and the use of a multi-biomarker approach. / La contaminació per metalls en els rius està principalment lligada a l’activitat humana que té lloc a la conca fluvial. Aquesta tesi té per objectiu principal avaluar l'ús potencial dels paràmetres de fluorescència de la chl-a com a biomarcadors de toxicitat per metalls, i trobar relacions causa-efecte entre l’exposició dels metalls, altres factors ambientals (ex. la llum), i les respostes funcionals i estructurals del biofilms. Aquesta tesi demostra que els paràmetres de fluorescència de la chl-a permeten detectar alteracions ràpides del biofilm causades per la toxicitat del zinc, tan al laboratori com en rius contaminats. En microcosmos, els paràmetres de fluorescència de la chl-a permeten avaluar canvis estructurals en l’aparell fotosintètic i en la composició dels grups algals dels biofilms exposats crònicament al zinc. Per avaluar els efectes de la contaminació crònica per metalls en rius es recomana fer experiments de translocació de biofilms i utilitzar una aproximació de multi-biomarcador.

L’objectiu general d’aquesta tesi ha estat avaluar l’aplicabilitat de bioassajos específics i un bioassaig estandarditzat genèric en mostres de diferents matrius ambientals. D’aquesta manera es pretén complementar la informació obtinguda de les anàlisis químiques per tal de poder establir un millor diagnòstic ambiental. S’han analitzat diferents metalls i compostos orgànics en mostres dels diferents compartiments ambientals. Per avaluar l’ecotoxicitat de mostres d’aigua dolça, s’ha triat l’alga Pseudokirschneriella subcapitata, mentre que per mostres de sòl i residus orgànics, s’han escollit plantes d’interès agrícola com són Allium cepa, Raphanus sativus i Lolium perenne. Per últim, s’han realitzat tests in vitro de toxicitat humana per avaluar la toxicitat de les partícules PM10 de l’aire amb cultius de cèl•lules pulmonars (línia A549). En tots els casos, s’ha realitzat també un assaig ecotoxicològic amb el bacteri luminescent Vibrio fischeri, per avaluar la seva idoneïtat en les diferents matrius ambientals. Els resultats, han demostrat que l’aplicació de bioassajos específics en diferents matrius ambientals pot suposar una bona eina d’“screening” per completar la informació obtinguda de les anàlisis químiques que, realitzades de forma individual, poden estimar erròniament la toxicitat real de les mostres ambientals. S’ha observat que el bioassaig amb Vibrio fischeri ha mostrat bona complementarietat amb d’altres assajos més específics de cada matriu, a més de resultar molt sensible a la presència de contaminants en aigües i sediments fluvials, fangs de depuradora i partícules d’aire PM10. / El objetivo general de esta tesis ha sido evaluar la aplicación de bioensayos específicos y un bioensayo estandardizado genérico en distintas matrices ambientales. De este modo se pretende complementar la información obtenida con los análisis químicos para poder establecer un mejor diagnóstico ambiental. Se han analizado metales y compuestos orgánicos en muestras de distintos compartimentos ambientales. Para evaluar la ecotoxicidad de muestras de agua dulce se ha escogido el alga Pseudokirschneriella subcapitata, mientras que para muestras de suelos y residuos orgánicos se han escogido plantas de interés agrícola como son Allium cepa, Raphanus sativus y Lolium perenne. Por último, se han realizado tests in Vitro de toxicidad humana para evaluar la toxicidad de las partículas PM10 del aire, con cultivos de células pulmonares (línea A549). En todos los casos se ha realizado un ensayo ecotoxicológico con la bacteria luminescente Vibrio fischeri, para evaluar su idoneidad en las distintas matrices ambientales. Los resultados han demostrado que el uso de bioensayos específicos en distintas matrices ambientales puede suponer una buena herramienta de ‘’screening’’ para completar la información obtenida de los análisis químicos, que realizados de forma individual, pueden estimar erróneamente la toxicidad real de las muestras ambientales. Además, se ha observado que el bioensayo con Vibrio fischeri presenta buena complementariedad con otros ensayos más específicos de cada matriz ambiental, además de ser muy sensible a la presencia de contaminantes en aguas y sedimentos fluviales, lodos de depuradora y PM10 del aire.

O objetivo do presente deste trabalho foi avaliar a toxicidade aguda, crônica e a genotoxicidade sobre E. andrei causadas por solo recém-contaminado com óleo lubrificante usado e após biorremediação por diferentes estratégias, após 22 meses, e paralelamente ao estudo de ecotoxicidade, foi conduzida uma investigação comparativa de três métodos de extração de HTP e HPA de solos para análise cromatográfica. A comparação das técnicas de extração evidenciou que para HTP, a técnica de extração acelerada por solvente-ASE foi a que melhor recuperou n-alcanos; já para as frações HRP e MCNR as técnicas soxhlet e micro-ondas-MARS não apresentaram diferenças significativas e foram melhores que ASE. Para HPA, a técnica de extração por soxhlet foi a que apresentou melhor recuperação em todos os solos. O teste de mortalidade apresentou, aos 14 dias, taxas crescentes de mortalidade de 10 6%, 20 0%, 73 25%, 93 12% e 100 0% para amostras de CONT (solo controle, sem contaminação artificial), BIOS (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo), BIOA1 (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo + bioaumento com adição de 10% de RSU maturado), e BIOA2 (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo + bioaumento com adição de 10% de RSU semi-maturado) e OLU (solo contaminado com 5% de OLU), respectivamente. Aos 28 dias, entretanto, BIOS e OLU apresentaram taxas de mortalidade de 97 % 6 % e de 100 % 0 % respectivamente, valores estes significativamente superiores ao CONT. Foram observadas deformações anatômicas nos indivíduos mantidos em BIOS e OLU, assim como diminuição da biomassa em todas as amostras, evidenciando efeitos crônicos. O teste de reprodução, aos 28 dias, foram observadas grandes quantidades de indivíduos jovens nos solos biorremediados e recém-contaminado. No entanto, aos 56 dias houve uma diminuição dessas formas e o controle (CONT) exibiu uma quantidade maior de formas juvenis. O teste de densidade e viabilidade celular mostrou ser indicador sensível para toxicidade crônica apresentando queda nos solos BIOS e OLU em relação ao CONT com diferenças significativas (p <0.05). Não foram observados micronúcleos nos solos em estudo. Tal observação reforça a necessidade de testes de ecotoxicidade para avaliar a real eficácia de tecnologias de tratamento. / The aim of this study was to evaluate this acute toxicity, chronic and genotoxicity on E. andrei caused by freshly contaminated soil with used lubricating oil and after bioremediation by different strategies, after 22 months, and alongside ecotoxicity study, we conducted a comparative study of three methods of extraction and HTP HPA soil for chromatographic analysis. Comparison of extraction techniques for HTP showed that the technique of accelerated solvent extraction-ASE had the best recovery of n-alkanes, whereas for fractions and HRP MCNR soxhlet techniques and microwave-MARS and no significant differences were better than ASE. For HPA, the soxhlet extraction technique showed the best recovery in all soils. The mortality test showed , at the 14th day, growing mortality rates of 10 6% 20 0%, 73 25% 93 12% and 100 0% for samples CONT (ground control without contamination artificial ), BIOS (soil contaminated with 5% of OLU and bioremediated for biostimulation) BIOA1 (soil contaminated with 5% of OLU and bioremediated for biostimulation + bioaugmentation by adding 10% of MSW matured) and BIOA2 (soil contaminated with 5% bioremediated of OLU and for biostimulation + bioaugmentation by adding 10% of MSW semi-matured) and OLU (soil contaminated with 5% OLU), respectively. At the 28th day, however, OLU BIOS and mortality rates were 97% 6% and 100% 0%, respectively, values which are significantly higher than CONT. Anatomical deformations have been observed in individuals kept in BIOS and OLU, as well as decreased biomass in all samples, suggesting chronic effects. The reproduction test, at the 28th day, were found large quantities of juveniles in bioremediated soils and freshly contaminated soil. However, at the 56th day there was a decrease of these forms and control (CONT) exhibited a greater amount of juveniles. The >test> density and cell viability test showed to be a sensitive indicator for chronic toxicity in soils having decrease BIOS and OLU compared to CONT with significant differences (p <0.05). No micronuclei were observed in soils under study. This observation reinforces the need for ecotoxicity tests to assess the true efficacy of treatment technologies.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RichellyCD_DISSERT.pdf: 2320293 bytes, checksum: 0a60ecea735c1b5c6fe1a9d05e141fe9 (MD5) Previous issue date: 2012-02-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Contamination by complex mixtures of various origins has been explored and studied for decades. Radon is a naturally occurring environmental contaminant that causes carcinogenic effects. These emissions can cause mutations in the lung tissue, which can initiate a carcinogenic process. Thus the dam Creek Falls, located in the municipality of Lajes Pintadas, was chosen for the development of this study, since cancer rates in the region reach 9% of the population annually, with this, the main objective of this study was evaluate the mutagenicity and toxicity of Riacho da Cachoeira damunder the influence of radon. The methodology ecotoxicological tests were performed with Ceriodaphinia dubia, as well as tests with Tradescantia pallida genotoxicologicos and Oreochromis niloticus. To understand how the population of Pintadas Slabs realizes the environment, we performed a study of environmental perception. The test results indicated that the reservoir water is toxic to test organimos exposed, found heavy metals, chloride, total and fecal coliforms as well as radon levels above the maximum allowed under Brazilian law. These results can be justified because it is so complex samples composed of different compounds that interact only with each other or causing synergistic effects. It was concluded that the dam Creek Waterfall, is contaminated with radon, as well as heavy metals, coliforms and chloride, causing toxic effects to the natural community. Thus, further studies should be performed with the human population of the region, to verify that the high rates of cancer in the population of the municipality may be linked to the presence of natural radiation. Thus, it is expected that the competent bodies that administer the municipality of Lajes Pintadas take reasonable steps to minimize risks and ensure the health of the community that still makes use of the weir / A contamina??o por misturas complexas de origens diversas vem sendo explorada e estudada por d?cadas. O rad?nio ? um contaminante ambiental de origem natural, que provoca efeitos carcinog?nicos. Estas emiss?es podem levar as muta??es no tecido do pulm?o, que podem iniciar um processo carcinog?nico. Assim o a?ude Riacho da Cachoeira, localizado no munic?pio de Lajes Pintadas, foi escolhido para o desenvolvimento do presente estudo, j? que h? altas taxas de c?ncer na regi?o que chegam a 9% da popula??o, anualmente, com isso, o objetivo principal do presente estudo foi avaliar a mutagenicidade e toxicidade do a?ude Riacho da Cachoeira sob a influ?ncia do Rad?nio. Como metodologia, foram realizados ensaios ecotoxicologicos com Ceriodaphinia dubia, assim como ensaios genotoxicologicos com Tradescantia pallida e Oreochromis niloticus. Para entender como a popula??o de Lajes Pintadas percebe o meio ambiente, foi realizado um estudo de percep??o ambiental. Os resultados dos ensaios indicaram que a ?gua do a?ude ? toxica aos organimos-teste expostos, foram encontrados metais pesados, cloreto, coliformes totais e fecais assim como os n?veis de rad?nio acima dos limites m?ximos permitidos segundo a legisla??o brasileira. Os resultados encontrados podem ser justificados pelo fato de se tratar de amostras complexas constitu?das assim de diferentes compostos que interagem s? ou entre si causando efeitos sin?rgicos. Concluiu-se que o a?ude Riacho da Cachoeira, est? contaminado com rad?nio, assim como por metais pesados, coliformes e cloreto, causando efeitos toxicol?gicos ? comunidade natural. Assim, novos estudos devem ser realizados com a popula??o humana da regi?o, para verificar se os altos ?ndices de c?ncer na popula??o do munic?pio podem estar ligados a presen?a da radia??o natural. Desta forma, espera-se que os ?rg?os competentes que administram o munic?pio de Lajes Pintadas tomem medidas cab?veis para assegurar e minimizar os riscos a sa?de da comunidade que ainda faz uso do a?ude

A emissão de uma grande diversidade de substâncias através dos efluentes industriais gasosos, líquidos ou sólidos acarreta que uma gama de compostos seja introduzida no ambiente atmosférico e aquático de meios urbanos. A exposição a substâncias genotóxicas no ambiente oferece freqüentemente um grande risco à saúde humana. Com essa preocupação, o presente trabalho avaliou a exposição das pessoas à qualidade do ar atmosférico e à da água para abastecimento público de duas cidades urbanas do Rio Grande do Sul (Brasil), que recebem diferentes contribuições antrópicas (cidades-alvo), comparando-as com uma cidade menos impactada - cidade referência. Os extratos orgânicos da água tratada para abastecimento público e das amostras de ar foram testados quanto a mutagenicidade através do ensaio Salmonella/microssoma (linhagens TA98 e TA100 para água e ar, com e sem fração de metabolização e, ainda para ar, YG1021 e YG1024) - marcador de mutagenicidade. As amostras de ar ainda foram analisadas por HPLC para a caracterização de HPAs e algumas amostras também por HRGC-HRMS para a composição dos PCDD/Fs. Para o biomonitoramento humano foram avaliados através do ensaio do cometa e do micronúcleo (MN), em linfócitos e células da mucosa bucal, respectivamente, as pessoas que viviam nas três cidades - biomarcador de efeito. Análises de polimorfismos genéticos (CYP1A1, GSTM1 e GSTT1) foram utilizados como biomarcadores de susceptibilidade. As duas cidades-alvo apresentaram resultados significativos quanto a mutagenicidade da água de abastecimento apresentando todos os resultados positivos, principalmente para mutação de substituição de pares de bases (TA100), indicando a presença de compostos como THMs e MX. Valores de PTS atmosféricos apresentaram-se em algumas amostragens acima dos limites da legislação brasileira (CONAMA, 1990). Os HPAs encontrados em maior quantidade foram indeno(1,2,3-c,d)pireno e benzo(ghi)perileno, sendo que em uma das amostras a análise dos PCDD/Fs, mostrou valores que superaram em dez vezes a outra amostra analisada. As duas cidades alvo apresentaram altas respostas mutagênicas nas amostras de ar tanto por mutágenos de ação direta, como indireta e também altas concentrações de nitro-HPAs. Estes resultados sinalizaram para a necessidade de uma revisão da legislação para material particulado atmosférico, já que dentro dos atuais parâmetros, grande quantidade de compostos mutagênicos foram encontrados. Para os indivíduos estudados quanto aos biomarcadores de efeito, tanto os linfócitos analisados pelo ensaio do cometa quanto às células da mucosa bucal pelo ensaio do MN não apresentaram resultados significativos, sendo que apenas uma cidade alvo apresentou quanto ao ensaio do cometa. Como a maioria dos indivíduos CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 apresentaram genótipos prevalentes, pode estar ocorrendo uma eficiência no sistema de detoxificação garantidos pela presença desses genótipos. Este trabalho mostrou a importância de estudos ambientais que relacionem marcadores de mutagenicidade com biomarcadores de efeito e de susceptibilidade, para que haja uma maior compreensão dos efeitos da exposição humana diária à agentes genotóxicos ambientais. / The emission of a great substances amount through gaseous, liquid and solid industrial effluents have been introduced many kinds of chemical compounds in aquatic and atmospheric environments. The environmental exposure to genotoxic substances often brings great risk to human health. Therefore, the aim of this work was make an avaliation of people exposition to atmospheric air and water supply quality in two urban cities in Rio Grande do Sul State (Brazil) which were under influence of different anthropogenic sources (target cities), compared to a less intense influenced urban city (reference city). The organic extracts from supply water and airborne samples were tested to mutagenicity using the Salmonella/microsome assay (TA98 and TA100 strains for water and airborne samples, with and without metabolization fraction, and also, YG1021 and YG1024 strains for airborne) - mutagenicity marker. Moreover, the airborne samples were analysed by HPLC to PAHs composition and by HRGC-HRMS to PCDD/Fs composition. Human biomonitoring was evaluated by samples of lymphocytes and bucal mucosa cells from individuals living in this three cities using the comet and the micronuclei (MN) assays, respectively - effect biomarkers. Analysis of gene polymorphisms (CYP1A1, GSTM1 and GSTT1) was taken as susceptibility biomarkers. Both target cities showed significative results for the water mutagenicity with mutagenic responses for all samples, mainly to base-pair substitution mutation (TA100 strain), denoting the presence of THMs and MX compounds. The TSP concentrations were above the Brazilian Legislation and World Health Organization regulation limits few times. The PAHs detected in greater amout were indeno(1,2,3-c,d)pyrene and benzo(ghi)perylene and one of the samples overcame ten times the values of PCDD/Fs compared to the other analysed. The two target cities showed high mutagenicity response in all airborne samples, both by direct and indirect mutagens, besides high concentrations of nitro-PHAs. Actually, these results indicate a law revision necessity, because great amount of mutagenic compounds were assessed in smaller concentration that those present in current legal parameters. The analysed subjects for effect biomarkers, both limphocytes tested by comet assay and buccal mucosa cells tested by MN, did not show significant results, only one city show increased primary DNA damage detected through comet assay. As the majority of subjects CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 showed prevalent genotype, it maybe occuring an efficient system detoxification warranted by these genotypes presence. This work has shown the importance of environmental studies that relate mutagenicity markers with effect and susceptibility biomarkers, thus a greater understanding about environmental genotoxic agents, which people are exposed daily, will be done carefully.

O objetivo do presente deste trabalho foi avaliar a toxicidade aguda, crônica e a genotoxicidade sobre E. andrei causadas por solo recém-contaminado com óleo lubrificante usado e após biorremediação por diferentes estratégias, após 22 meses, e paralelamente ao estudo de ecotoxicidade, foi conduzida uma investigação comparativa de três métodos de extração de HTP e HPA de solos para análise cromatográfica. A comparação das técnicas de extração evidenciou que para HTP, a técnica de extração acelerada por solvente-ASE foi a que melhor recuperou n-alcanos; já para as frações HRP e MCNR as técnicas soxhlet e micro-ondas-MARS não apresentaram diferenças significativas e foram melhores que ASE. Para HPA, a técnica de extração por soxhlet foi a que apresentou melhor recuperação em todos os solos. O teste de mortalidade apresentou, aos 14 dias, taxas crescentes de mortalidade de 10 6%, 20 0%, 73 25%, 93 12% e 100 0% para amostras de CONT (solo controle, sem contaminação artificial), BIOS (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo), BIOA1 (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo + bioaumento com adição de 10% de RSU maturado), e BIOA2 (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo + bioaumento com adição de 10% de RSU semi-maturado) e OLU (solo contaminado com 5% de OLU), respectivamente. Aos 28 dias, entretanto, BIOS e OLU apresentaram taxas de mortalidade de 97 % 6 % e de 100 % 0 % respectivamente, valores estes significativamente superiores ao CONT. Foram observadas deformações anatômicas nos indivíduos mantidos em BIOS e OLU, assim como diminuição da biomassa em todas as amostras, evidenciando efeitos crônicos. O teste de reprodução, aos 28 dias, foram observadas grandes quantidades de indivíduos jovens nos solos biorremediados e recém-contaminado. No entanto, aos 56 dias houve uma diminuição dessas formas e o controle (CONT) exibiu uma quantidade maior de formas juvenis. O teste de densidade e viabilidade celular mostrou ser indicador sensível para toxicidade crônica apresentando queda nos solos BIOS e OLU em relação ao CONT com diferenças significativas (p <0.05). Não foram observados micronúcleos nos solos em estudo. Tal observação reforça a necessidade de testes de ecotoxicidade para avaliar a real eficácia de tecnologias de tratamento. / The aim of this study was to evaluate this acute toxicity, chronic and genotoxicity on E. andrei caused by freshly contaminated soil with used lubricating oil and after bioremediation by different strategies, after 22 months, and alongside ecotoxicity study, we conducted a comparative study of three methods of extraction and HTP HPA soil for chromatographic analysis. Comparison of extraction techniques for HTP showed that the technique of accelerated solvent extraction-ASE had the best recovery of n-alkanes, whereas for fractions and HRP MCNR soxhlet techniques and microwave-MARS and no significant differences were better than ASE. For HPA, the soxhlet extraction technique showed the best recovery in all soils. The mortality test showed , at the 14th day, growing mortality rates of 10 6% 20 0%, 73 25% 93 12% and 100 0% for samples CONT (ground control without contamination artificial ), BIOS (soil contaminated with 5% of OLU and bioremediated for biostimulation) BIOA1 (soil contaminated with 5% of OLU and bioremediated for biostimulation + bioaugmentation by adding 10% of MSW matured) and BIOA2 (soil contaminated with 5% bioremediated of OLU and for biostimulation + bioaugmentation by adding 10% of MSW semi-matured) and OLU (soil contaminated with 5% OLU), respectively. At the 28th day, however, OLU BIOS and mortality rates were 97% 6% and 100% 0%, respectively, values which are significantly higher than CONT. Anatomical deformations have been observed in individuals kept in BIOS and OLU, as well as decreased biomass in all samples, suggesting chronic effects. The reproduction test, at the 28th day, were found large quantities of juveniles in bioremediated soils and freshly contaminated soil. However, at the 56th day there was a decrease of these forms and control (CONT) exhibited a greater amount of juveniles. The >test> density and cell viability test showed to be a sensitive indicator for chronic toxicity in soils having decrease BIOS and OLU compared to CONT with significant differences (p <0.05). No micronuclei were observed in soils under study. This observation reinforces the need for ecotoxicity tests to assess the true efficacy of treatment technologies.

A emissão de uma grande diversidade de substâncias através dos efluentes industriais gasosos, líquidos ou sólidos acarreta que uma gama de compostos seja introduzida no ambiente atmosférico e aquático de meios urbanos. A exposição a substâncias genotóxicas no ambiente oferece freqüentemente um grande risco à saúde humana. Com essa preocupação, o presente trabalho avaliou a exposição das pessoas à qualidade do ar atmosférico e à da água para abastecimento público de duas cidades urbanas do Rio Grande do Sul (Brasil), que recebem diferentes contribuições antrópicas (cidades-alvo), comparando-as com uma cidade menos impactada - cidade referência. Os extratos orgânicos da água tratada para abastecimento público e das amostras de ar foram testados quanto a mutagenicidade através do ensaio Salmonella/microssoma (linhagens TA98 e TA100 para água e ar, com e sem fração de metabolização e, ainda para ar, YG1021 e YG1024) - marcador de mutagenicidade. As amostras de ar ainda foram analisadas por HPLC para a caracterização de HPAs e algumas amostras também por HRGC-HRMS para a composição dos PCDD/Fs. Para o biomonitoramento humano foram avaliados através do ensaio do cometa e do micronúcleo (MN), em linfócitos e células da mucosa bucal, respectivamente, as pessoas que viviam nas três cidades - biomarcador de efeito. Análises de polimorfismos genéticos (CYP1A1, GSTM1 e GSTT1) foram utilizados como biomarcadores de susceptibilidade. As duas cidades-alvo apresentaram resultados significativos quanto a mutagenicidade da água de abastecimento apresentando todos os resultados positivos, principalmente para mutação de substituição de pares de bases (TA100), indicando a presença de compostos como THMs e MX. Valores de PTS atmosféricos apresentaram-se em algumas amostragens acima dos limites da legislação brasileira (CONAMA, 1990). Os HPAs encontrados em maior quantidade foram indeno(1,2,3-c,d)pireno e benzo(ghi)perileno, sendo que em uma das amostras a análise dos PCDD/Fs, mostrou valores que superaram em dez vezes a outra amostra analisada. As duas cidades alvo apresentaram altas respostas mutagênicas nas amostras de ar tanto por mutágenos de ação direta, como indireta e também altas concentrações de nitro-HPAs. Estes resultados sinalizaram para a necessidade de uma revisão da legislação para material particulado atmosférico, já que dentro dos atuais parâmetros, grande quantidade de compostos mutagênicos foram encontrados. Para os indivíduos estudados quanto aos biomarcadores de efeito, tanto os linfócitos analisados pelo ensaio do cometa quanto às células da mucosa bucal pelo ensaio do MN não apresentaram resultados significativos, sendo que apenas uma cidade alvo apresentou quanto ao ensaio do cometa. Como a maioria dos indivíduos CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 apresentaram genótipos prevalentes, pode estar ocorrendo uma eficiência no sistema de detoxificação garantidos pela presença desses genótipos. Este trabalho mostrou a importância de estudos ambientais que relacionem marcadores de mutagenicidade com biomarcadores de efeito e de susceptibilidade, para que haja uma maior compreensão dos efeitos da exposição humana diária à agentes genotóxicos ambientais. / The emission of a great substances amount through gaseous, liquid and solid industrial effluents have been introduced many kinds of chemical compounds in aquatic and atmospheric environments. The environmental exposure to genotoxic substances often brings great risk to human health. Therefore, the aim of this work was make an avaliation of people exposition to atmospheric air and water supply quality in two urban cities in Rio Grande do Sul State (Brazil) which were under influence of different anthropogenic sources (target cities), compared to a less intense influenced urban city (reference city). The organic extracts from supply water and airborne samples were tested to mutagenicity using the Salmonella/microsome assay (TA98 and TA100 strains for water and airborne samples, with and without metabolization fraction, and also, YG1021 and YG1024 strains for airborne) - mutagenicity marker. Moreover, the airborne samples were analysed by HPLC to PAHs composition and by HRGC-HRMS to PCDD/Fs composition. Human biomonitoring was evaluated by samples of lymphocytes and bucal mucosa cells from individuals living in this three cities using the comet and the micronuclei (MN) assays, respectively - effect biomarkers. Analysis of gene polymorphisms (CYP1A1, GSTM1 and GSTT1) was taken as susceptibility biomarkers. Both target cities showed significative results for the water mutagenicity with mutagenic responses for all samples, mainly to base-pair substitution mutation (TA100 strain), denoting the presence of THMs and MX compounds. The TSP concentrations were above the Brazilian Legislation and World Health Organization regulation limits few times. The PAHs detected in greater amout were indeno(1,2,3-c,d)pyrene and benzo(ghi)perylene and one of the samples overcame ten times the values of PCDD/Fs compared to the other analysed. The two target cities showed high mutagenicity response in all airborne samples, both by direct and indirect mutagens, besides high concentrations of nitro-PHAs. Actually, these results indicate a law revision necessity, because great amount of mutagenic compounds were assessed in smaller concentration that those present in current legal parameters. The analysed subjects for effect biomarkers, both limphocytes tested by comet assay and buccal mucosa cells tested by MN, did not show significant results, only one city show increased primary DNA damage detected through comet assay. As the majority of subjects CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 showed prevalent genotype, it maybe occuring an efficient system detoxification warranted by these genotypes presence. This work has shown the importance of environmental studies that relate mutagenicity markers with effect and susceptibility biomarkers, thus a greater understanding about environmental genotoxic agents, which people are exposed daily, will be done carefully.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:28:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMCSM.pdf: 986946 bytes, checksum: da4d284b74d25fb84babcad1d732fd24 (MD5) Previous issue date: 2003-06-25 / In the last decades the increase in the amount of nutrients, particularly nitrogen and phosphorus, introduced into the sea, has brought an accelerated eutrophication of the coastal marine ecosystems, and great changes in water, sediment and biotic communities. Nutrient enrichment is usually associated to other pollutants, as the heavy metals. The use of macroalgae and heterotrophic bacteria has been considered an efficient tool in environmental diagnosis when focusing these two types of pollution. The aim of the present study was to compare the biomass of bacteria in the water column, attached to the macroalgae and in the sediment of Praia da Baleia (Angra dos Reis/RJ), a region used as control and of Praia de Boa Viagem (Niterói/RJ), a region where the main impact is from domestic sewage effluents evaluating the effect of the eutrophication associated to different concentrations of zinc on Champia parvula and accompanying microorganisms by using laboratory experimentation. Methods involved filtration of samples on nuclepore filters, detachment of bacteria by mechanical shaking and ultrasounding, then cell enumeration by epifluorescence and the use of conversion factors to calculate biomass as organic carbon. The highest bacteria biomass in the water, sediment and macroalgae was obtained for in Praia de Boa Viagem. The evaluation of bacteria biomass in different substrates has shown a direct correlation with the trophic state of the environment, with mean values of 0,198 µgC.cm-3 in the water; of 1,29 µgC.cm-3 in sediment and 0,038 µgC.cm-3 in the macroalgae at the area impacted, values higher than those found in the control area. Chronic and semi-estatic toxicity tests were also performed along 15 days in order to determine growth rates, mortality, and morphological changes in the fronds of the macroalgae Champia parvula, grown on different combinations of nutrients levels, zinc concentrations and presence or absence of bacteria. Laboratory experiments evidenced that zinc and nutrient concentrations interfere with growth, mortality and morphology of C. parvula and also that macronutrients and bacteria probably influenced the accumulation of zinc by the macroalgae, thus influencing its growth. / Nas áreas costeiras um aumento na quantidade de nutrientes, particularmente nitrogênio e fósforo, tem levando à eutrofização com alterações pronunciadas nos ecossistemas. O enriquecimento por nutrientes nos ambientes costeiros é freqüentemente acompanhado pela entrada de poluentes, como os metais pesados. A utilização de macroalgas e de bactérias heterótrofas para diagnósticos ambientais abordando as alterações causada pela interação de nutrientes e metais pesados, tem mostrado ser uma ferramenta eficiente fornecendo informações altamente relevantes para o controle da poluição. O presente estudo teve como objetivos comparar a biomassa bacteriana presente na coluna d'água e aderida ao talo demacroalgas e ao sedimento da Praia da Baleia, Angra dos Reis/RJ (região controle) e da Praia de Boa Viagem, Niterói/RJ (região impactada) que tem como principal impacto o aporte de esgoto doméstico, e avaliar os efeitos da eutrofização associados a diferentes concentrações de zinco em Champia parvula e na microbiota acompanhante, através de experimentos de laboratório. A biomassa bacteriana foi determinada por filtração em membrana nuclepore, por desagregação com agitação mecânica e por sonificação. Os experimentos de laboratório foram crônicos, semi-estáticos, com renovação da solução teste a cada 72 horas e tiveram duração de 15 dias. Foram realizados experimentos em que a biomassa bacteriana natural presente na coluna d'água e na macroalga foi mantida e experimentos em que esta biomassa bacteriana foi removida pela aplicação de antibiótico. Ao término dos experimentos a taxa de crescimento, a mortalidade e a alteração morfológica das frondes da macroalga, nas diferentes concentrações de nutrientes e zinco, foram avaliadas e comparadas com o controle (meio padrão). A biomassa bacteriana, nos testes de laboratório, foi avaliada na coluna d'água e nos talos da macroalga no início e após 72 horas de experimentação. Os maiores valores estimados de biomassa bacteriana das amostras de água, sedimento e macroalgas foram observados na Praia de Boa Viagem. A avaliação da biomassa bacteriana nos diferentes substratos indicou uma relação direta com o estado trófico do ambiente, sendo registrados nas amostras de água (0,198 µgC.cm-3), sedimento (1,29 µgC.cm-3) e macroalgas (0,038 µgC.cm-3) da área impactada, valores superiores ao da área controle. Nos experimentos de laboratório, as concentrações de zinco e dos nutrientes interferiram no crescimento, mortalidade e morfologia de C. parvula e, assim como os macronutrientes, as bactérias influenciaram a acumulação de zinco pela macroalga, afetando o seu crescimento.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:28:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMVR.pdf: 1800586 bytes, checksum: c44cb463d61ffeb5394f543684f66e59 (MD5) Previous issue date: 2003-06-24 / Concern with the effect of oil spills in coastal regions resulting from the production, refining and transport of this product has been one of the priorities of the institutions working with this sector. Consequently, there is a large demand for research on the impacts of by accidents on the environment and, particularly, on natural communities. In the present study, a mesocosm experiment was used to evaluate the effects of a mixture of light Arabian and Russian oil with the chemical dispersant Corexit® 9500, over a coastal plankton community. The experiment was carried out in Rio de Janeiro and lasted 25 consecutive days. Three replicates were used as control, with only seawater, three were treated with 800 mL of petroleum and the other three were treated with the mixture 800 mL of petroleum and 80 mL of dispersant. The chemical alterations in the water were striking, especially the rise in the concentration of organic compounds. The results demonstrated a severe reduction of phytoplankton density, as a result of the addition of oil. There was also a change in the composition of the organism groups, with alteration of dominance of diatoms to phytoflagelates. Similar effect was found for the zooplankton. Both the oil and its mixture with dispersant resulted in a reduction of population densities and changes, or disappearance, of some components. Meroplanktonic organisms had a higher sensitivity to the acute effects of the oil and oil-dispersant mixture than holoplanktonic organisms. Copepods were resistant to the effects of oil and oil-dispersant mixture. Among the herbivores, Acartia lilljeborgi had greater resistance to the acute toxic effect of oil, whereas Pseudodiaptomus acutus was more resistant to the chronic effects of both oil and the mixture. Among carnivores, Oithona hebes appeared as a resistant species to both acute and chronical effects. Mesocosms were shown to be useful for investigating the effects of oil spills on marine environments since standardized laboratory tests with algae and invertebrate test-organisms corroborated the field findings. / A avaliação dos efeitos de derrames de petróleo nas regiões costeiras decorrentes das atividades de produção, refinamento ou transporte deste produto tem sido uma das prioridades das instituições ligadas a este setor e há uma demanda muito grande de pesquisas sobre os impactos ocasionados por estes sobre o ambiente e as comunidades naturais, em particular. No presente estudo a experimentação em mesocosmos foi utilizada para avaliar os efeitos do derrame do petróleo ARLE/URAL e deste tratado com o dispersante químico Corexit® 9500, sobre uma comunidade planctônica costeira. O experimento foi realizado no Rio de Janeiro, Brasil e teve a duração de 25 dias consecutivos (19/06 a 13/07/2002). Os tratamentos foram feitos em triplicata com um volume aproximado de 1,7m3 de água do mar em cada unidade. Foram utilizadas três réplicas como controle, contendo apenas água do mar, três réplicas foram tratadas com 800 mL de petróleo e três outras réplicas foram tratadas com a mistura de 800 mL de petróleo e 80 mL de dispersante. As alterações químicas na água foram marcantes, principalmente em relação ao aumento na concentração dos compostos orgânicos. Os resultados evidenciaram uma redução severa na densidade do fitoplâncton, em decorrência da adição do óleo ou da mistura de óleo e dispersante. Houve também uma mudança na composição dos grupos, com alteração da dominância de diatomáceas para fitoflagelados. Em relação aos grupos zooplanctônicos também foi observado um efeito mais acentuado no tratamento com petróleo e dispersante. Os organismos meroplanctônicos foram mais sensíveis ao petróleo do que os holoplanctônicos. Os copépodes foram dominantes, em todos os tratamentos. A espécie herbívora Acartia lilljeborgi foi mais resistente ao efeito agudo do petróleo, enquanto Pseudodiaptomus acutus foi mais resistente ao efeito crônico Entre os Copepoda carnívoros Oithona hebes foi a espécie mais resistente, tanto ao impacto agudo quanto ao impacto crônico. Os mesocosmos são adequados para a avaliação dos efeitos do derrame de petróleo ou da mistura de petróleo e dispersante, como corroborado pelos estudos de toxicidade com algas e organismos-teste invertebrados, que corroboraram os efeitos observados em campo. A utilização de dispersante químico na etapa de remediação após os derrames necessita ser reavaliada tendo em vista os resultados deste trabalho que indicam que a mistura petróleodispersante é ainda mais tóxica do que o petróleo sozinho.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3080.pdf: 3999883 bytes, checksum: 69813765b74ed7c5691286be1b8d6314 (MD5) Previous issue date: 2010-06-01 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work aimed evaluates the Alto Jacaré-Guaçu rivers basin quality through physical, chemical and biological and ecotoxicological analysis. Samples of water and sediment were collected in April /07; July/07; October/07 and January/08 in fourteen locations. Moreover studies about survey/growth and gills morphology were performed in Danio rerio and Poecilia reticulata fishes exposed in the toxicity tests. The limnological data revealed the higher concentrations of metals and other variables in the October/07 and January/08 seasons, being over the limits established for aquatic organism s protection. In the water samples all metals were above the CONAMA 357/05, highlighting the values of cadmium and chromium. In the sediment, only cadmium and zinc values above the TEL however, the influence of high values of chromium in the collection sites were discriminated by multivariate analysis. The partial chronic toxicity tests performed using samples obtained from de natural environment revealed significant toxicity for a last one fish species and one parameter. Sublethal effects in the survey/growth and gills morphology were detected in the tests organisms on the different seasons to the each one specie. The sediment samples from July/07 and April/07 were more toxic to P. reticulate specie; however January/08 samples were more toxic to D. rerio. Chromium was chosen for the evaluation of toxicity in laboratory by spiking in artificial sediments. The results presented the suitability of the artificial sediments as to a substrate for toxicity tests and assisted in the interpretation of the chromium toxicity. The LC50;96h of chromium spiked in inorganic and organic sediments was 340,56 and <1440,0 mg.Kg-1 (C. xanthus); 1731,04 and 2263,54 mg.Kg-1 (D. rerio); 2263,54 mg/Kg and 1377,55 mg.Kg-1 (P. reticulata), respectively. The sublethal effects were detected at very low concentrations of bioavaliable chromium in sediments (0,8 to 1,425 mg/Kg) and dissolved in water (0,0275 to1,138 mg/L). The results suggesting that the chromium concentrations detected in the Alto Jacaré-Guaçu basin may present a risk to aquatic life. / O presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade dos rios da bacia hidrográfica do Alto Jacaré-Guaçu por meio de análises físicas, químicas, biológicas e ecotoxicológicas. Para tanto foram realizadas quatro amostragens (abril/07; julho/07; outubro/07 e janeiro/08) nos quais foram amostrados água e sedimento em quatorze pontos distribuídos na bacia. A sobrevivência/crescimento e a morfologia das brânquias foram variáveis consideradas nos testes de toxicidade, utilizando-se as espécies Danio rerio e Poecilia reticulada como organismos-teste. Os resultados limnológicos revelaram que, em geral, os períodos de outubro/07 e janeiro/08 foram encontradas as concentrações mais elevadas das diferentes variáveis analisadas, incluindo-se os metais em concentrações acima dos limites recomendados para a proteção da vida aquática. Na água, todos os metais avaliados estiveram acima do valor estabelecido pelo CONAMA 357/05 para proteção da vida aquática, com destaque para os valores de cádmio e cromo. No sedimento, apenas o cádmio e zinco apresentaram valores acima da TEL, no entanto, a influência dos valores elevados de cromo nos pontos de coleta foi discriminada pela análise multivariada. Nos testes de toxicidade crônica parcial com sedimentos, ao menos uma das espécies e variáveis analisadas indicaram a toxicidade dos rios da bacia. Efeitos subletais na sobrevivência/crescimento e na morfologia das brânquias foram detectados nos organismosteste em períodos de amostragem diferentes para cada espécie. As amostras de sedimento de abril/07 e julho/07 foram mais tóxicas para P. reticulata e as amostras de janeiro/08 foram mais tóxicas para D. rerio. Foi escolhido o cromo para a avaliação da toxicidade em laboratório, por meio da fortificação ( spiking ) em sedimentos artificiais com formulação simples. Os resultados demonstraram a adequabilidade dos sedimentos artificiais como substrato para testes de toxicidade e auxiliaram na interpretação da toxicidade do cromo. A CL50;96h de cromo adicionado a sedimentos sem MO e com MO para C. xanthus; D. rerio e P. reticulata foi de 340,56 e <1440,0 mg/Kg; 1731,04 e 2263,54 mg/Kg e 1377,55 e 2244,48 mg/Kg, respectivamente. Os efeitos subletais foram detectados em concentrações muito baixas de cromo biodisponível nos sedimentos (0,8 a 1,425 mg/Kg) e dissolvido na água (0,0275 a 1,138 mg/L). Esses resultados permitiram considerar que as concentrações de cromo detectadas na bacia do Alto Jacaré-Guaçu podem apresentar riscos para a vida aquática.