A indústria têxtil é uma atividade que se desenvolve no país e é geradora de efluentes líquidos coloridos, mesmo contendo pequenas quantidades de corantes. Os efluentes líquidos da indústria têxtil são tóxicos e podem ser de baixa degradabilidade. A qualidade dos efluentes no país ainda não é controlada por ensaios ecotoxicológicos, que são realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos. O trabalho proposto neste projeto visou a avaliação da toxicidade para organismos aquáticos e a aplicação do tratamento com irradiação e adsorção em zeólita. As amostras foram procedentes de duas diferentes indústrias do Estado de São Paulo que fabricam corantes e produtos têxteis. Na primeira etapa foi verificada a toxicidade do efluente, utilizando-se dois organismos-teste: Daphnia similis e bactérias luminescentes Vibrio fischeri, sendo que na etapa seguinte os efluentes sofreram tratamento por processo de oxidação avançada (irradiação com feixe de elétrons) e adsorção em zeólitas, sendo novamente submetidos aos ensaios de toxicidade. Foi avaliada também a eficácia quanto à descoloração destes efluentes por meio da espectrofotometria. Tanto para a irradiação como para a adsorção em zeólitas, importantes reduções na toxicidade aguda foram alcançadas. Os efluentes da indústria química tratados com radiação ionizante obtiveram redução da toxicidade superior a 60% com dose de radiação de 40kGy enquanto que para a zeólita Z1M6 obteve-se 85%; a zeólita ZC6 apresentou baixa eficiência na redução da toxicidade. Para os efluentes da indústria têxtil, dose de radiação de 0,5kGy foi suficiente na redução da toxicidade. Ótimos resultados foram obtidos quanto à descoloração por ambos os processos. / Textile industry is one raising commercial activity in Brazil. This activity has been generating important environmental interferences such as colour and bad biological effects into aquatic environment. Liquid textile effluents are toxic to lived organisms and may present low biological degradability. Although foreseen at federal regulation, the effluent quality is not controlled by toxicity assays in the country. These assays are carried out to determine the potential effects of chemical substances and effluents to cause negative effects to the exposed organisms. The present work aimed whole toxicity evaluation as well as the applicability of two different treatment techniques: ionizing radiation and zeolite adsorption. The efficacy of them were evaluated using ecotoxicity bases and real effluents. Two different industries from São Paulo State contributed to this project supplying their real effluents. The samples were collected at a Textile Industry and at a Chemical Industry (dying producer) and after the measurement of whole toxicity the samples were submitted to treatments. Toxicity assays were carried out for Daphnia similis and for Vibrio fischeri. Sample irradiations were performed at an Electron Beam Accelerator at CTR/IPEN. Zeolites treatment is an P&D activity from CQMA/IPEN which contributed to this Project. Zeolites were prepared from fly ash previously being used as an adsorber material. Both treatments (electron irradiation and zeolite adsorption) resulted on important toxicity and colour reduction. Concerning irradiation the efluents from chemical industry required higher radiation doses than that from textile activity. The radiation dose to be suggested is 40kGy (toxicity reduction > 60%) for the chemical effluents and 0.5kGy for the textile effluents (toxicity reduction > 90%). When zeolite adsorption was evaluated the Z1M6 resulted in 85% whole toxicity reduction and ZC6 resulted in very low efficiency for the effluents of chemical industry.

A indústria têxtil é uma atividade que se desenvolve no país e é geradora de efluentes líquidos coloridos, mesmo contendo pequenas quantidades de corantes. Os efluentes líquidos da indústria têxtil são tóxicos e podem ser de baixa degradabilidade. A qualidade dos efluentes no país ainda não é controlada por ensaios ecotoxicológicos, que são realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos. O trabalho proposto neste projeto visou a avaliação da toxicidade para organismos aquáticos e a aplicação do tratamento com irradiação e adsorção em zeólita. As amostras foram procedentes de duas diferentes indústrias do Estado de São Paulo que fabricam corantes e produtos têxteis. Na primeira etapa foi verificada a toxicidade do efluente, utilizando-se dois organismos-teste: Daphnia similis e bactérias luminescentes Vibrio fischeri, sendo que na etapa seguinte os efluentes sofreram tratamento por processo de oxidação avançada (irradiação com feixe de elétrons) e adsorção em zeólitas, sendo novamente submetidos aos ensaios de toxicidade. Foi avaliada também a eficácia quanto à descoloração destes efluentes por meio da espectrofotometria. Tanto para a irradiação como para a adsorção em zeólitas, importantes reduções na toxicidade aguda foram alcançadas. Os efluentes da indústria química tratados com radiação ionizante obtiveram redução da toxicidade superior a 60% com dose de radiação de 40kGy enquanto que para a zeólita Z1M6 obteve-se 85%; a zeólita ZC6 apresentou baixa eficiência na redução da toxicidade. Para os efluentes da indústria têxtil, dose de radiação de 0,5kGy foi suficiente na redução da toxicidade. Ótimos resultados foram obtidos quanto à descoloração por ambos os processos. / Textile industry is one raising commercial activity in Brazil. This activity has been generating important environmental interferences such as colour and bad biological effects into aquatic environment. Liquid textile effluents are toxic to lived organisms and may present low biological degradability. Although foreseen at federal regulation, the effluent quality is not controlled by toxicity assays in the country. These assays are carried out to determine the potential effects of chemical substances and effluents to cause negative effects to the exposed organisms. The present work aimed whole toxicity evaluation as well as the applicability of two different treatment techniques: ionizing radiation and zeolite adsorption. The efficacy of them were evaluated using ecotoxicity bases and real effluents. Two different industries from São Paulo State contributed to this project supplying their real effluents. The samples were collected at a Textile Industry and at a Chemical Industry (dying producer) and after the measurement of whole toxicity the samples were submitted to treatments. Toxicity assays were carried out for Daphnia similis and for Vibrio fischeri. Sample irradiations were performed at an Electron Beam Accelerator at CTR/IPEN. Zeolites treatment is an P&D activity from CQMA/IPEN which contributed to this Project. Zeolites were prepared from fly ash previously being used as an adsorber material. Both treatments (electron irradiation and zeolite adsorption) resulted on important toxicity and colour reduction. Concerning irradiation the efluents from chemical industry required higher radiation doses than that from textile activity. The radiation dose to be suggested is 40kGy (toxicity reduction > 60%) for the chemical effluents and 0.5kGy for the textile effluents (toxicity reduction > 90%). When zeolite adsorption was evaluated the Z1M6 resulted in 85% whole toxicity reduction and ZC6 resulted in very low efficiency for the effluents of chemical industry.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3810.pdf: 4030962 bytes, checksum: 9220db196366265563e469d5adbf5e95 (MD5) Previous issue date: 2011-06-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / Comunidades perifíticas (especialmente diatomáceas) constituem um sistema rico em informações para o monitoramento ambiental, colocando-as entre os indicadores mais importantes das condições ecológicas em sistemas lóticos. Nesta tese, os estudos de campo e experimentos de laboratório foram realizados para esclarecer os confusos efeitos da seleção do substrato, eutrofização, poluição orgânica, força iônica, padrões de uso do solo e poluição por metais pesados nas comunidades bentônicas de diatomáceas. Características das comunidades bentônicas de diatomáceas em relação ao nível e tipo de poluição foram analisadas através de critérios gerais (clorofila a, peso seco, peso seco de cinza e densidade celular no caso dos experimentos de laboratório) e critérios específicos (método de valor de indicador, técnicas de análise multivariada e índices baseados nas diatomáceas). Para estudos de campo, as comunidades de diatomáceas epilíticas, epífitas, epipsâmicas e epipelicas, além das que crescem em tijolos e vidros, foram avaliadas, assim como a qualidade da água. Um gradiente decrescente da qualidade da água foi observado a partir da área agrícola/florestal até a área urbana. A estrutura da comunidade de diatomáceas refletiu este gradiente. Pontos em áreas de nascentes, com boa qualidade da água, foram caracterizados por espécies como Eunotia bilunaris, E. intermedia, Aulacoseira alpigena, Cymbopleura naviculiformis e Stauroneis phoenicenteron. Pontos em áreas urbanas, com média à baixa qualidade da água foram caracterizados por espécies como Frustulia rhomboids, Nitzschia linearis, Cyclotella pseudostelligera, Pinnularia gibba e Achnanthidium minutissimum e os pontos em áreas urbanas próximo à jusante, com baixa qualidade da água, por espécies como Luticola geoppertiana, Nitzschia palea, Sellaphora pupula, Planotidium lanceolatum e Fallacia monoculata. Espécies comuns de diatomáceas não foram restritas em um único substrato, embora a preferência fosse geralmente alta para natural (especialmente macrófitas) em comparação com substratos artificiais. Os resultados da análise multivariada da qualidade da água baseados em diatomáceas amostradas em diferentes substratos demonstraram ser intercambiáveis. Variância nos dados das diatomáceas foi dividida entre dois conjuntos de variáveis exploratórias, ou seja, força iônica (26,9%), outras variáveis como, eutrofização e poluição orgânica (23,0%), variância compartilhada (11,3%) e variação não explicada (38,8%). Finalmente, 17 índices desenvolvidos em outras regiões provaram ser úteis para fornecer uma indicação da qualidade das águas estudadas. 4 Para os experimentos de laboratório, os efeitos do cádmio, cromo III e chumbo sobre as comunidades perifíticas naturais amostradas no rio Monjolinho, foram estudados. Hormese foi demonstrado com um EC50 de 0,077 mgL-1 Cd registrado. Boa capacidade de acumulação de metal (total e intracelular) pelo perifíton foi demonstrada, dependendo da concentração do metal e duração da exposição. Pb e Cr III diminuíram os efeitos da toxicidade de Cd em comunidades perifíticas sugerindo antagonismo. Finalmente, os efeitos combinados de freqüência, duração, período de recuperação, tipo de produto químico e tempo de pulsos com elevadas concentrações de Cd, Cr III e Pb em comunidades perifíticas foram avaliados. Quanto mais a freqüência e a duração do pulso se aproximam de uma exposição contínua, maiores serão os efeitos dos contaminantes sobre a vida aquática. Quanto maior a freqüência de pulsos de curta duração, mais provável é a produção de efeitos semelhantes aos das exposições de longa duração. A luminosidade mostrou ter um papel importante na modulação dos efeitos de toxicidade de metais sobre a vida aquática. Mudanças na composição de espécies (desenvolvimento de espécies mais resistentes como A. minutissimum e redução das espécies mais sensíveis, como Navicula viridula, Navicula cryptocephala e E. bilunaris), diminuição da riqueza e diversidade, alterações morfológicas (deformidade) das células de diatomáceas, aumento da concentração de metais, duração de exposição e diferentes cenários de exposição foram observados. / Periphyton communities (especially diatoms) constitute a system rich in information for environmental monitoring, placing them among important indicators of ecological conditions in lotic systems. In this thesis, field studies and laboratory experiments were conducted to elucidate the confounding effects of substrate selection, eutrophication, organic pollution, ionic strength, land-use patterns, and heavy metal pollution on benthic diatom communities. Characteristics of benthic diatom communities in relation to pollution level and type were analysed through general criteria (chlorophyll a, dry weight, ash-free dry weight, and cell densities in the case of laboratory experiments) and specific criteria (indicator value method, multivariate techniques and diatom-base indices). For field studies, epilithic, epiphytic, epipsammic and epipelic diatom communities and those growing on bricks and glasses and water quality were assessed. A gradient of decreasing water quality was observed from the agricultural/forested area to the urban area. Diatom community structure closely reflected this gradient. Upstream sites with good water quality were characterized by such species as Aulacoseira alpigena, Cymbopleura naviculiformis, Eunotia bilunaris, E. intermedia and Stauroneis phoenicenteron. Urban sites with medium to bad water quality were characterised by such species as Frustulia rhomboids, Nitzschia linearis, Cyclotella pseudostelligera, Pinnularia gibba and Achnanthidium minutissimum. Downstream urban sites with very bad water quality were characterised by such species as Luticola geoppertiana, Nitzschia palea, Sellaphora pupula, Planotidium lanceolatum and Fallacia monoculata. Common diatom species were not restricted to a single substrate, though preference was generally high for natural (especially macrophytes) compared to artificial substrates. The results of diatom-based multivariate water quality assessment based on different substrates were shown to be interchangeable. Variance in diatom data was partitioned between two sets of exploratory variables, i.e. ionic strength (26.9%), other variables, particularly eutrophication and organic pollution (23.0%), shared variance (11.3%) and unexplained variance (38.8%). Finally, 17 indices developed in other regions proved useful in providing an indication of the quality of the investigated waters. For laboratory experiments, effects of cadmium, chromium III and lead on natural periphyton community sampled from the Monjolinho River were studied. Hormesis was demonstrated with a Cd EC50 of 0.077 mg.L-1 being recorded. High metal accumulation 2 capacity (total and intracellular) by periphyton was demonstrated depending on metal concentration and exposure duration. Pb and Cr III were shown to decrease the toxicity effects of Cd on periphyton communities suggesting antagonism. Finally, combined effects of frequency, duration, recovery period, chemical type and timing of pulses with elevated Cd, Cr III and Pb concentrations on periphyton communities were assessed. The closer the frequency and duration of the pulse is to a continuous exposure, the greater the effects of the contaminant on aquatic life. The higher the frequency of short duration pulses the more likely they are to produce effects similar to that of long duration exposures. Light was shown to have a potential role in modulating the effects of metal toxicants on aquatic life. Shifts in species composition (development of more resistant species like A. minutissimum and reduction of sensitive ones like Navicula viridula, Navicula cryptocephala, and Eunotia bilunaris), decreases in species richness and diversity and morphological alterations (deformities) of diatom cells with increasing metal concentration and exposure duration and different exposure scenarios were observed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2512.pdf: 462139 bytes, checksum: b566d530cb4e59c327e6ea0ee9a9cda6 (MD5) Previous issue date: 2009-06-10 / Universidade Federal de Minas Gerais / With the advance of industrialization, there was an increase in the quantity of substances discharged in nature without treatment. Many of these substances are toxic and can cause adverse effects to aquatic biota, and may affect the rest of the food chain, including humans. For better understanding of the effects of contamination, there is a growing progress in the study of exposure of organisms of different trophic levels of the contaminant and monitoring changes in their development and reproduction. Copper, an essential element at low concentrations, can cause adverse effects in higher concentrations. The aim of this study was to evaluate changes in a zooplankton species, Daphnia laevis (Crustacea, Cladocera) fed with algae (Pseudokirchneriella subcapitata) previously exposed to different concentrations of copper. The accumulation of metal was measured both in algae and in cladoceran. The animals were monitored throughout its life cycle through the testing of chronic toxicity and through bionomic parameters and calculation of their secondary production, the treatments were compared to a control. The results suggest that exposure to contaminated food directly influence the reproduction of animals, and found significant statistical differences (p <0.05) in the total number of eggs and neonates produced over the life of the animal. Another parameter that was affected significantly was the secondary production of animals, where changes were observed mainly in the investment to reproduction, affecting the total secondary production. Through the results, consider the importance of the capture of copper through the food and how the secondary production, although very important, is not explored in ecotoxicological studies. / Com o avanço da industrialização, houve um aumento na quantidade de substâncias despejadas sem tratamento na natureza. Muitas destas substâncias são tóxicas e podem causar efeitos adversos à biota aquática, podendo atingir o resto da cadeia trófica, incluindo o homem. Para a melhor compreensão dos efeitos da contaminação, há um crescente avanço no estudo da exposição de organismos de diferentes níveis tróficos ao contaminante e o acompanhamento de mudanças no seu desenvolvimento e reprodução. O cobre, elemento essencial em baixas concentrações, pode causar efeitos negativos em concentrações mais elevadas. O objetivo do presente estudo foi avaliar as mudanças ocorridas em uma espécie zooplanctônica, Daphnia laevis (Crustacea, Cladocera), alimentada com algas (Pseudokirchneriella subcapitata) previamente expostas a diferentes concentrações de cobre. O acúmulo de metal foi quantificado tanto na alga quanto no cladócero. Os animais foram acompanhados durante todo o seu ciclo de vida através da realização de testes de toxicidade crônica e, através de parâmetros bionômicos e cálculo de sua produção secundária, os tratamentos foram comparados a um controle. Os resultados encontrados sugerem que a exposição ao alimento contaminado influenciou diretamente na reprodução dos animais, sendo encontradas diferenças estatísticas significantes (p<0,05) no número total de ovos e de neonatos produzidos ao longo da vida do animal. Outro parâmetro que foi afetado significantemente foi a produção secundária dos animais, onde foram observadas mudanças principalmente no investimento destinado à reprodução, afetando a produção secundária total. Através dos resultados obtidos, consideramos a importância da captura do cobre através do alimento e de como a produção secundária, embora muito importante, é pouco explorada nos trabalhos ecotoxicológicos.

Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) é o surfactante aniônico mais utilizado no mundo e é encontrado constantemente em esgoto doméstico e águas residuárias de lavanderia. A remoção de LAS em reatores foi comprovada em estudos anteriores, mas pouco se sabe sobre a toxicidade desse composto em amostras mais complexas para a biota aquática. Neste trabalho, objetivou-se avaliar duas Hipóteses; A: O LAS padrão causa efeitos negativos na biota aquática, e B: O tratamento em reator de leito fluidificado de amostra complexa contendo LAS (água residuária de lavanderia comercial combinada com esgoto doméstico bruto) diminui os efeitos negativos na biota aquática. Ambas as hipóteses foram avaliadas por meio de bioensaios de toxicidade com: Chironomus sancticaroli, Allonais inaequalis e Daphnia magna, analisados a partir da mortalidade dos organismos e análises estatísticas, para determinar os efeitos tóxicos dos LAS padrão e das amostras do reator, comparados ao controle. Para avaliar a Hipótese A foram realizados testes de toxicidade aguda, crônica e crônica de gerações com o LAS padrão. No teste de toxicidade crônica de gerações, com a espécie C. sancticaroli, foram analisados a deformidade bucal, comprimento das larvas, tamanho das asas das fêmeas e fecundidade potencial com o LAS padrão em 3 gerações. Para responder a Hipótese B, foram realizados bioensaios de toxicidade aguda e crônica com os afluentes, efluentes e diluições dos efluentes nas seis fases de operação do reator. C. sancticaroli foi a espécie mais tolerante tanto em teste de toxicidade aguda como crônica com LAS padrão (CL50-96h 25,25 mg.L-1 e CL50-10dias 18,11 mg.L-1), seguido de A. inaequalis (CL50-96h 8,13 mg.L-1 e CL50-10dias 8,56 mg.L-1). A espécie mais sensível ao LAS foi D. magna (CE50-48h 6,11mg.L-1 e CE50-21dias 3,21 mg.L-1). No teste de toxicidade crônica de longa duração, não existiu diferença estatística entre as gerações para o desenvolvimento das larvas do inseto C. sancticaroli, entretanto evidenciaram diferença estatística entre as gerações quanto ao tamanho das asas das fêmeas, indicando que esses organismos podem sofrer alterações fisiológicas quando a exposição ao contaminante é contínua, confirmando a Hipótese A. Os resultados ecotoxicológicos com o reator evidenciaram toxicidade de 100% de todos afluentes e efluentes para A. inaequalis e D. magna. Já C. sancticaroli apresentou menor toxicidade nas primeiras fases de operação (de 20 a 100% de mortalidade). Em geral, foi identificado diferença de toxicidade das fases do reator por meio das diluições. Nas fases menos tóxicas, a diminuição da mortalidade era observada a partir de diluição de 50%; nas fases mais tóxicas, a partir de 20%. É possível concluir que a Fase VIb de operação do reator apresentou diminuição da toxicidade. Entretanto, ao se analisar testes de toxicidade crônica nessa fase, conclui-se que o efluente mesmo depois do tratamento em reator causa efeito negativo nos organismos-teste avaliados, dessa forma é possível refutar a Hipótese B. A partir dos resultados apresentados, é possível concluir que o LAS causa impacto ambiental, principalmente em exposição continua, e que mesmo com remoção em sistema biológico de efluentes reais (água residuária de lavanderia comercial combinada com esgoto doméstico) existe impacto, possivelmente com a interação entre os diversos compostos tóxicos e o LAS. / Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) is the most commonly utilized anionic surfactant in the world and it is present in domestic sewage and laundry wastewater. Removal of LAS in reactors has been proven in previous studies, but little is known about the toxicity to the aquatic biota. The objectives of this study were tested into two Hypotheses, A: The standard surfactant LAS causes negative effects on aquatic biota, and B: Treatment in complex sample fluidized bed reactor containing LAS (commercial laundry wastewater combined with raw domestic sewage) diminishes the negative effects on aquatic biota. Both Hypotheses were evaluated toxicity bioassays using three test organisms: Chironomus sancticaroli, Allonais inaequalis and Daphnia magna. To evaluate the Hypothesis A, acute, chronic and long-term chronic toxicity tests were performed with standard LAS. In the long-term chronic tests with C. sancticaroli organisms, we analyzed the oral deformity, larval length, female wing size and potential fecundity in contact with the standard LAS in 3 generations. Acute and chronic bioassays with affluents, effluents and effluent dilutions in the VI operating phases of the fluidized bed reactor were proceeded to evaluate the Hypothesis B. The results were analyzed from the mortality of the organisms, and statistical analysis were performed to determine the similarity of the toxic effects of the LAS and reactor samples, compared to the control. The species C. sancticaroli was the most tolerant species in both acute and chronic trials with standard LAS (LC50-96h 25.25 mg.L-1 and LC50- 10 days 18.11 mg.L-1), followed by species of A. inaequalis (LC50-96h 8.13 mg.L-1 and LC50-10 days 8.56 mg.L-1). The species most sensitive to LAS was D. magna (CE50-48h 6.11mg.L-1 and CE50-21dias 3.21mg.L-1). In the long-term chronic test, there is no statistical difference between the generations for the development of C. sancticaroli insect larvae. However, they showed a statistical difference between the generations regarding the size of the female wings, indicating that these organisms may undergo physiological changes when exposure to the contaminant is continuous. From these results it is possible to confirm Hypothesis A. The ecotoxicological results with the reactor showed toxicity of 100% of all tributaries and effluents for A. inaequalis and D. magna. The C. sancticaroli species had low toxicity in the first stages of operation (from 20 to 100% mortality). In general, toxicity difference of the reactor phases was identified by half of the dilution analysis. In the less toxic phases, the decrease in mortality was observed from 50% dilution; in the most toxic phases, from 20%. It is also possible to conclude that Phase VIb showed a decrease in the mortality of the test organisms where a chronic test was performed. However, when analyzing the chronic tests, it can be concluded that the effluent even after the treatment in the reactor causes a negative effect on the test organisms evaluated, so it is possible to refute the Hypothesis B. From the results presented, it is possible to conclude that the LAS causes environmental impact, mainly in continuous exposure, and that even with treatment of actual effluents (commercial laundry wastewater combined with domestic sewage) there is an impact, possibly with the interaction between the various toxic compounds and the LAS.

Conventional ecotoxicological tests (forced exposure) are an important tool when what is sought are the possible acute and chronic effects of environmental pollutants on each individual that is exposed. The disadvantage of this approach lies in the fact that the organisms are kept enclosed within containers of the same concentration for several hours and / or days. The forced exposure test has no ecological relevance when the modeled environment exhibits a contamination gradient and organisms can move along this gradient. In many aquatic ecosystems, it is common to observe a contamination gradient, with concentrations decreasing with distance from the discharge zone, so that organisms do not necessarily exhibit continuous and forced exposure to the contaminant. The objective of this work was to analyze how aquatic pollutants (e.g Triclosan, Bisphenol, Atrazine and Copper) influence the dispersion / habitat selection pattern of two species of fish: Poecilia reticulata and Danio rerio, using a static system (non-forced exposure) with several compartments, forming a gradient of contamination with the compound to be analyzed. All pollutants tested triggered an avoidance response in fish at environmentally relevant concentrations. The concentrations that caused avoidance on the organisms are lower than those that cause sub-lethal effects on aquatic organisms, including fish. We also find in one of our approaches the potential for the formation of a chemical barrier (habitat fragmentation) by the release of pollutants into the water bodies, reducing the migration potential of aquatic organisms. Finally, one of the most important findings is the interaction of the species with each other when exposed to a pollution gradient. In this case, the presence of one species interfered in the distribution of the other (reduction of the migration potential), when both were in the same system. Thus, the non-forced approach demonstrates to be a powerful tool in the evaluation of environmental risk, complementary to the traditional ecotoxicological tests / Os testes ecotoxicológicos convencionais (exposição forçada) são uma ferramenta importante quando o que se busca são os possíveis efeitos agudos e crônicos dos poluentes ambientais sobre cada indvíduo que é exposto. A desvantagem dessa abordagem está no fato de que os organismos são mantidos enclausurados dentro de recipientes com uma mesma concentração por várias horas e/ou dias. O teste de exposição forçada não tem relevância ecológica quando o ambiente modelado apresenta um gradiente de contaminação e os organismos podem se mover ao longo deste gradiente. Em muitos ecossistemas aquáticos, é comum observar um gradiente de contaminação, com as concentrações diminuindo com a distância da zona de descarga, de modo que os organismos não apresentam obrigatoriamente uma exposição contínua e forçada ao contaminante. Desta forma, este trabalho teve como objetivo a análise de como os poluentes aquáticos (e.g. Triclosan, Bisfenol, Atrazina e Cobre) influenciam o padrão de dispersão / seleção de habitat por duas espécies de peixes: Poecilia reticulate e Danio rerio, utilizando um sistema estático (não forçado) com vários compartimentos, formando um gradiente de contaminação com o composto a ser analisado. Todos os poluentes testados dispararam uma resposta de fuga nos peixes em concentrações ambientalmente relevantes. As concentrações que causaram a fuga dos organismos são menores do que aquelas que causam efeitos sub-letais em organismos aquáticos, incluindo peixes. Encontramos também em uma de nossas abordagens o potencial de formação de uma barreira quimica (fragmentação de habitat) pela liberação de poluentes nos corpos hídricos, reduzindo o potencial de migração dos organismos aquáticos. Por fim, um dos achados mais importantes está na interação das espécies entre si quando expostas a um gradiente de poluição. Nesse caso, a presença de uma espécie interferiu na distribuição da outra (redução do potencial de migração), quando ambas se encontravam no mesmo sistema. Sendo assim, a abordagem não forçada demonstra ser uma ferramenta poderosa na avaliação de risco ambiental, complementar aos testes ecotoxicológicos tradicionais

Os organismos chamados de algas apresentam uma grande diversidade de espécies e ocupam uma grande variedade de nichos ecológicos. Fundamentais para a manutenção das condições que permitem a vida no planeta, inclusive porque constituem a base de cadeias tróficas de ecossistemas aquáticos, as algas vêm sofrendo com o descarte contínuo de resíduos resultantes das mais variadas atividades humanas. Por outro lado, as algas, ao serem expostas aos poluentes, podem indicar a presença dos mesmos em seus habitats por meio de seus biomarcadores. Neste sentido, este trabalho preocupou-se em caracterizar as bases moleculares da toxicidade do hidrocarboneto policíclico aromático (HPA) benzo(a)pireno (BaP), presente no petróleo cru e derivado da combustão parcial de matéria orgânica, sobre a macroalga vermelha Gracilaria birdiae, uma Rhodophyta marinha nativa. Para avaliar a agressividade do poluente, a alga foi exposta a diferentes concentrações do HPA em água do mar, tanto em situações de exposição aguda (24 e 96h) quanto crônica (7 e 15 dias). Após estes períodos de exposição, alguns biomarcadores bioquímicos e fisiológicos da alga tiveram seus comportamentos analisados. Foram eles: taxas de crescimento (TC); duas defesas antioxidantes: os níveis do tripeptídeo de baixo peso molecular glutationa (GSH) e a atividade da enzima superóxido dismutase (SOD); os níveis do dímero de glutationa GSSG; a fotossíntese da macroalga; e seu aspecto de pigmentação geral. Foi possível observar que BaP é tóxico para a macroalga G. birdiae. Aumentos da concentração do HPA nos meios de cultura das algas provocaram menores TC. A partir destes dados de TC foi possível determinar uma curva de inibição do crescimento da alga e a 7 respectiva IC50 de BaP para um período de exposição de 15 dias, com valor de 69 ng do HPA para cada mL de água do mar. Após diferentes exposições a BaP, incluindo em IC50, algas expostas a BaP apresentaram níveis reduzidos do antioxidante GSH, o mesmo efeito que fora observado para GSSG (com exceção da exposição de 96h). O desempenho fotossintético, a atividade de SOD e a pigmentação de G. birdiae mostraram ser sistemas menos sensíveis à presença de BaP, e foram prejudicados em concentrações mais elevadas do poluente, em torno de 10 a 20 &#181;g/mL. Nestas situações, a despigmentação severa da macroalga foi acompanhada de decaimentos expressivos de alguns parâmetros fotossintéticos (i.e., rETR, RQE, Ik, &#946;) da alga. Numa outra abordagem, alguns experimentos foram feitos com o intuito de descobrir se a alga era capaz de eliminar e biorremediar BaP presente na água do mar. Aparentemente, a alga não apresenta tal capacidade; porém, uma cinética mais detalhada se faz necessária para a confirmação desta observação. Concluindo, os resultados do trabalho corroboram outros dados da literatura a respeito da toxicidade de BaP sobre sistemas vivos. Ainda, apesar de a sensibilidade de G. birdiae a BaP não ter sido alta, foi possível apontar alguns sistemas bioquímicos da alga capazes de desempenhar papel como biomarcadores de exposição ao poluente estudado, o que pode auxiliar na tomada de medidas para o manejo e a conservação de áreas impactadas / Algae show a great biodiversity and occupy many different ecological niches. Besides being essential for the maintenance that allow life on Earth, algae are on the basis of aquatic food chains and they suffer with continuous residue discharge that comes from different human activities. However, once algae are exposed to pollutants, biomarkers can indicate its presence on the environment. The aim of this work was on the characterization of benzo(a)pyrene (BaP; a polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) derived from crude oil and from incomplete combustion of organic matter) toxicity against the red macroalga Gracilaria birdiae, a marine brazillian Rhodophyta. BaP toxicity in marine water was investigated under different exposure concentrations after acute (24 and 96h) and chronic (7 and 15 days) conditions. At the end of the exposures time, some of the algae`s biochemical and physiological biomarkers were analyzed: growth rate (GR); two antioxidant defenses: the low molecular weight peptide glutathione (GSH) and superoxide dismutase (SOD) enzyme activity; glutathione disulfide (GSSG) levels; the macroalga photosynthetic capacity; and the general colour aspect. Increased BaP concentrations led to a decrease of GR values. From GR data it was possible to obtain an inhibition growth curve and the respective BaP IC50 for a 15-day exposure time period with value of 69 ng/mL. After different BaP exposure conditions, including IC50, exposed algae presented decreased GSH levels, the same effects observed for GSSG (except for 96h exposure). The photosynthetic yield, SOD activity and colour aspect of G. birdiae appeared to be more resistant systems against BaP, and were affected only in higher BaP concentrations (10 to 20 &#181;g/mL). In such situations, G. birdiae lost its red colour, which was accompanied by considerable photosynthetic parameters (i.e., rETR, RQE, Ik, &#946;) decay. In a different approach, some experiments were done in order to discover any BaP clean-up and bioremediation played by G. birdiae. Preliminary results suggests that the alga has low remediation efficiency, although more investigations need to be done to confirm this. In summary, the results presented here show similar tendencies with literature data in respect of BaP toxicity against living organisms. Even though G. birdiae presented reasonable resistance to BaP, it was possible to identify some of the alga`s biochemical systems as BaP exposure biomarkers. This situation can be useful for impacted areas assessment and management.

A avaliação de sedimentos contendo de mistura complexa de substâncias contaminantes é um grande desafio, especialmente em reservatórios localizados próximos a áreas urbanas, onde existe um grande número de fontes de poluição, como é o caso do reservatório Rio Grande. Com o objetivo de proceder uma análise integrada, nós realizamos uma bateria de biotestes usando amostras de sedimento do reservatório Rio Grande e células permanentes da linhagem RTL-W1 e bactérias expostas a extrato acetônico (teste de citotoxicidade, teste de EROD, teste cometa, teste do micronúcleo e teste de flutuação de Ames) e também embriões de Danio rerio (teste de contato com o sedimento). Após a exposição dos embriões, nós retiramos o córion e realizamos medição de metais (ICP-MS) em embriões não coagulados (digestão: H2O2 e HNO3 sob radiação UV). Nós realizamos análises químicas de HPAs alvos no extrato e de dinâmica de metais, esta última avaliada como heterogeneidade temporal e remobilização para a coluna d\'água. O extrato do sedimento se mostrou citotóxico (NR50 = 10,3 mg sedimento equivalente /mL; n=4) e o sedimento se mostrou com elevado potencial tóxico para embriões de peixe (EC50 48h=12 mg sedimento/ mL; n=4). Não foram detectados metais no tecido de embriões não coagulados. Teste de EROD revelou alta atividade enzimática, com EC25 TCDD = 0,82 mg of SEQ/mL, e Bio-TEQ = 1884 pg/g (n=6). A concentração total de HPAs analisados no extrato foi de 763,6 &#181;g/kg; apesar disso, apenas 4.64 % do Bio-TEQ pôde ser explicado pelo PAH-TEQ. O teste de flutuação de Ames e o teste cometa revelaram altos potenciais para mutageno e genotóxicos. Os metais estudados aparentemente não são a causa primária para o efeito agudo observado, assim como os HPAs analisados. Porém, nós encontramos uma alta concentração de metais no sedimento, além de uma heterogeneidade temporal de curto tempo coincidente com a passagem de uma frente fria, e uma possível remobilização de metais para a coluna d\'água, o que levanta a necessidade de um melhor entendimento da dinâmica dos metais em um ambiente aquático como o estudado (tropical e polimítico), além da necessidade de um planejamento cuidadoso de desenhos experimentais de estudos de sedimentos (considerando as escalas temporal e espacial e a massa d\'água como um todo). Análise Integrada por meio de ponderação das evidências indicou a necessidade de ações de manejo para o sedimento do reservatório Rio Grande. No entanto, deve ser realizada a caracterização do risco, no contexto de uma Análise de Risco Ecológica, antes que se decida qual ação tomar, de forma a melhor dirigir o problema. Estudos complementares devem priorizar testes com organismos com exposição crônica a amostras do sedimento do Rio Grande; PCBs e dioxinas devem ser considerados como possíveis indutores de atividade de EROD; análises químicas do sedimento devem ser expandidas e considerar outros compostos orgânicos; técnicas de fracionamento de sedimento devem ser empregadas visando o estabelecimento de causalidade em respeito aos compostos orgânicos / Assessment of complex mixture sediments is a great challenge, especially for reservoir located near urban areas where a multitude of pollution sources is present, such as Rio Grande reservoir. Aiming an integrated assessment, we performed a battery of bioassays on sediment from Rio Grande reservoir, using permanent cell line RTL-W1 and bacteria exposed sediment acetonic extracts (cytotoxicity test, EROD assay, comet assay, micronucleus assay and Ames Fluctuation test) and Danio rerio embryos (whole sediment contact). After exposure, we measured metal (ICP-MS) in dechorionated non-coagulated fish embryos (digestion: H2O2 and HNO3 under UV light radiation). PAH was also measured in extracts and metal dynamics was evaluated as temporal heterogeneity and remobilization to water column. Sediment extract was highly cytotoxic (NR50 = 10.3 mg sediment equivalent /mL; n=4) and whole sediment showed high toxic potential to fish embryos (EC50 48h=12 mg sediment/ mL; n=4). No metal could be detected in the non-coagulated fish eggs, although metals were found in high concentrations with potential to cause negative effect. EROD assay showed dioxin-like activity, with EC25 TCDD = 0.82 mg of SEQ/mL, and Bio-TEQ as high as 1884 pg/g (n=6). Sum of target PAH in sediment extract was 763.6 &#181;g/kg; though 4.64 % of Bio- TEQ could be explained by PAH-TEQ. Ames Fluctuation test and comet assay reveled high potentials for mutageno- and genotoxicity. Studied metals appear not to be the cause of primary acute effect observed toxicity tests, nor seam target PAHs. Yet, we observed high concentration of metal in sediment, short-time temporal heterogeneity of metals coupled with front cold passage and possible remobilization into the water column, what raises the need for better understanding of metal dynamics in such aquatic environment (tropical polymithic) and careful planning for sediment sampling designs (considering temporal and spatial scales and the whole water column above the sediment). Integrated assessment through Weight-of-Evidence (WOE) approach indicates the need of management actions regarding sediment from Rio Grande reservoir. However, characterization of the risk in within an Ecological Risk Assessment (ERA) framework should precede action, in order to better address the problem. Further studies should prioritize chronic exposure of organisms to sediment samples from Rio Grande; PCBs and dioxins should be considered as possible EROD activity inducer; chemical analysis should be expanded and consider other organic chemicals; sediment fractionation technique should also be applied in order to provide insights on causality from organic compounds.

O Estado de São Paulo, devido a seu alto grau de industrialização, grande densidade demográfica e técnicas de produção agrícola, tem grande arte de seus mananciais impactados. As avaliações da qualidade da água são de vital importância para o manejo adequado e recuperação desses sistemas, todavia os programas atuais de monitoramento são incompletos no sentido de não permitirem uma avaliação global dos efeitos dos contaminantes sobre a biota aquática. Esses programas enfocam preferencialmente a coluna d\'água, porém é o sedimento o compartimento preferencial de armazenamento e transformações de contaminantes e nutrientes. Para que, associados a outros estudos e métodos de análise, possam ser desenvolvidas as bases metodológicas para a definição de critérios de qualidade de sedimentos, foram realizados bioensaios crônicos com amostras de sedimento de seis represas do sistema do Rio Tietê (Pedro Beicht, Rasgão, Billings, Barra Bonita, Promissão e Bariri), nos períodos de outubro e novembro de 2000 e de 2001, bem como testes para a determinação da faixa de sensibilidade de Chironomus xanthus às substâncias dicromato de potássio - K2Cr2O7 (4,82 ~ 9,41 mg/L), sulfato de zinco - ZnSO4 (1,46 ~ 13,47 mg/L), cloreto de cádmio - CdCl2 (0,34 ~ 1,11 mg/L), sulfato de cobre - CuSO4(1,13 ~ 1,77 mg/L), cloreto de potássio - KCl (2,91 ~ 3,77 g/L) e atrazina (1,43 ~ 2,72 mg/L). Os resultados dos testes com amostras ambientais indicaram maior toxicidade nos reservatórios de Rasgão e Billings e em menor grau em Barra Bonita e Bariri. / The são Paulo State, due to its high levels of industrialization, great demographic density and agricultural techniques, has most of its water resources compromised. The water quality assessments are fundamental to the appropriate management and recover of these systems, however the existing monitoring programs are incomplete and do not allow the assessment of all the effects that the contaminants can carry out in the aquatic biota. The main approach of these programs is the water column, but the sediment is the preferential compartment of contaminants and nutrient storing and alteration. Associated to other studies and analyses, this work intends to help to develop the methodological basis to define the sediment quality criteria by doing chronic bioassays with sediment samples of six reservoir of the Tietê river system (Pedro Beicht, Rasgão, Billings, Barra Bonita, Promissão e Bariri) , as well as determining the Chironomus xanthus sensibility to the substances K2Cr207 (4,82 ~ 9,41 mg/L), ZnSO4 (1,46 ~ 13,47 mg/L), CdCl2 (0,34 ~ 1,11 mg/L), CuSO4 (1,13 ~ 1,77 mg/L), KCl (2,91 ~ 3,77 g/L) and atrazine (1,43 ~ 2,72 mg/L). The environmental bioassays showed that the highest toxicity was found in Rasgão and Billings reservoirs while Barra Bonita and Bariri showed minor levels of toxic effects.

A desregulação endócrina induzida por contaminação ambiental está entre os principais problemas criados pela sociedade moderna de consumo, responsável pela inserção no ambiente de uma série de substâncias interferentes nos sistemas hormonais dos mais diversos organismos, incluindo o próprio homem. A ação destes compostos acarreta, entre outros efeitos, disfunções reprodutivas e estudos apontam que também podem ser indutores de cânceres. A legislação brasileira através do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) determina os padrões de qualidade das águas, porém muitas substâncias com potencial de desregulação endócrina não tem suas concentrações e emissões especificadas. O objetivo deste trabalho foi executar um levantamento da presença e possíveis conseqüências dos hormônios estrogênicos, uma das classes mais potentes de desreguladores endócrinos (ED), nos compartimentos água e sedimento do rio do Monjolinho. Este rio cruza parte da malha urbana da cidade de São Carlos - SP e recebe lançamentos localizados e difusos de esgotos domésticos e industriais. Portanto, amostras de água e sedimentos foram analisadas através de cromatografia líquida, e exemplares de peixes capturados no rio investigados quanto à presença da proteína vitelogenina (VTG) um biomarcador de exposição. Também ensaios ecotoxicológicos foram desenvolvidos em laboratório com diferentes abordagens para verificação de efeitos diversos. Em uma tentativa de abordar os dados gerados através de uma perspectiva ampla, foi delineada uma avaliação de risco ambiental discutindo as possíveis ameaças a biota e a população humana, já que concentrações de hormônios, principalmente o sintético etinilestradiol (concentração máxima de 30,1 ± 3,41 ng/L), a indução da VTG e efeitos em ensaios ecotoxicológicos foram confirmados. / The environmental endocrine disruption is among the main problems arrived with the modern society way of life. The hormonal systems of several organisms are injured by a number of chemicals disposal on hydric bodies in erroneous way. These compounds causes reproductive disturbs, and studies pointed it be cancer inductors. The Brazilian National Environmental Council (CONAMA) do not regulated standards for discharges and concentrations of these substances. This work aims to investigate the probable presence and effects of sexual estrogens hormones, one of the most powerful groups of endocrine disruptors (EDCs), at the Monjolinho river. This small urban river is placed in São Carlos; a town located in the São Paulo state, southwest Brazil, and receives concentrated and diffuse sewage effluents as industrials as domestics. Samples of water and sediments were analyzed by liquid chromatography, and male fishes captured were investigated to survey the vitellogenin protein (Vtg), a biomarker of exposition. To complement the study, ecotoxicological tests with different approaches were considered. Moreover an environmental risk analyze delineation was made because hormones concentrations, mainly the synthetic ethynilestradiol (EE2), VTG induction, and positive effects in ecotoxicity tests were found.