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 µg/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 µg/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.

A contribuição deste trabalho é apresentar uma metodologia de avaliação de risco ecológico do ambiente aquático utilizando-se dados provenientes de programas de monitoramento ambiental. O estudo tem como cenário um trecho do Rio Jacuí, município de São Jerônimo – RS, Brasil, que foi avaliado através da aplicação de um programa de monitoramento ambiental. Consideraram-se como variável explicativa deste estudo, as evidências registradas nos compartimentos abióticos, água superficial e sedimento. As evidências químicas foram decorrentes da presença dos metais Hg, Pb e Zn e as evidências ecotoxicológicas de ensaios de toxicidade aquática com Ceriodaphinia dubia para água superficial e Hyalella azteca para sedimento. Consideraram-se como variáveis respostas as evidências biológicas compostas pelos dados de riqueza, índice de Shannon-Weaver, equitatividade e densidade numérica das espécies das comunidades zooplantônica e bentônica. O risco ecológico (Baixo, Médio e Alto) foi caracterizado pela associação à qualidade ambiental (Ótima, Alerta e Crítica), respectivamente, estabelecida pelas evidências registradas. Os resultados permitem considerar que é possível o uso de programas de monitoramento ambiental para avaliação de risco ecológico, se contiverem, além dos dados químicos e ecotoxicológicos exigidos pela legislação ambiental, dados do monitoramento da biota residente. / The contribution of this work is to present a methodology for ecological risk assessment in an aquatic environment using data derived from environmental monitoring programs. The location focused by this study was a segment of the Jacuí River, in the town of São Jerônimo – RS, Brazil, which was assessed by applying an environmental monitoring program. The evidence recorded from the abiotic compartments surface water and sediments was considered an explanatory variable. The chemical evidence stemmed from the presence of Hg, Pb and Zn, while the ecotoxicological evidence resulted from aquatic toxicity tests using Ceriodaphinia dubia for surface water and Hyalella azteca for sediments. The biological evidence from the Shannon-Weaver index, species richness, equitability and numerical density data in zooplanktonic and benthonic communities was considered the response variable. The ecological risk (Low, Medium, and High) was characterized by the association with environmental quality (Great, Warning, and Critical), established by the evidence recorded. The results have shown that it is possible to use environmental monitoring programs to evaluate of ecological risk assessment, if they have chemical and ecotoxicological data required by environmental laws, and monitoring data of resident biota.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ericka Broetto Marin.pdf: 1130396 bytes, checksum: 4eb369a7e1b9b7035ac85fae204a62b6 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os agrotóxicos podem interferir diretamente na cadeia trófica, por proporcionar um desequilíbrio ecológico. Portanto, são necessários estudos que verifiquem em campo se esses compostos estão sendo aplicados no solo em concentrações que não prejudiquem os organismos aquáticos e terrestres. Dessa maneira, foram avaliados solos sob o cultivo convencional de tomate e morango dos municípios de Venda Nova do Imigrante e Domingos Martins, ES. Por meio de ensaios ecotoxicológicos (Pseudokirchneriella subcapitata, Dapnhia similis, Lactuca sativa, Zea mays e Eisenia fetida) e análise física e química, foi proposto avaliar se houve diferença nas respostas biológicas entre essas áreas e entre as porções destas, superior, média e inferior. Quanto aos organismos aquáticos, todas as áreas foram afetadas (68,96céls.mL-1; 55,64céls.mL-1; 40,61céls.mL-1; 104,60céls.mL-1) em relação ao controle laboratorial quando se avaliou a densidade de P. subcapitata, sendo que a porção inferior apresentou o resultado mais negativo para esse organismo. Uma das áreas de tomate apresentou a maior mortalidade de D. similis. O solo de mata apresentou efeito aos organismos aquáticos, por este motivo devem ser realizadas adaptações, como correção da acidez para ensaios posteriores. Avaliações como germinação e mortalidade foram menos afetadas do que a biomassa. L. sativa e Z. mays apresentaram biomassa superiores nos solos sob cultivo de morango em relação ao tomate, sendo uma das áreas de tomate a mais afetada para L. sativa (0,38g.kg-1). Para E. fetida foi verificada perda de biomassa, tanto em uma das áreas de tomate como em uma das áreas de morango, respectivamente -0,88g.kg-1 e -0,51g.kg-1. O cultivo de tomate obteve maior efeito negativo aos organismos do que o morango. A maioria dos resultados esteve relacionada à degradação do solo, principalmente com o teor de C orgânico total, matéria orgânica leve e acidez trocável do solo. Desta maneira, em uma avaliação ambiental devem ser consideradas as análises químicas, físicas e ecotoxicológicas. Além disso, quando são realizados ensaios ecotoxicológicos com amostras de solos são necessários ajustes metodológicos, para que não sejam gerados equívocos nos resultados / Pesticides can directly interfere with the food chain, by providing an ecological imbalance. Therefore, studies are needed to verify in field if these compounds are being applied to the soil at concentrations that do not affect the terrestrial and aquatic organisms. Thus, were evaluated the soils under conventional cultivation of tomato and strawberry of the cities Venda Nova do Imigrante and Domingos Martins, ES. Through ecotoxicological tests (Pseudokirchneriella subcapitata, Dapnhia similis, Lactuca sativa, Zea mays and Eisenia fetida) and physical and chemical analysis, was proposed to observe whether there was difference in responses between these areas and between the portions of them, upper, middle and lower. As for aquatic organisms, all areas have been affected (68,96cels.mL-1; 55,64cels.mL-1; 40,61cels.mL-1; 104,60cels.mL-1) compared to the control laboratory when measuring density of P. subcapitata, and the lower portion was the one that showed the most negative result for the organism. An area of tomato had the highest mortality rate of D. similis. The forest soil had an effect on aquatic organisms, thus adaptations should be made as liming for later tests. Evaluations such as germination and mortality were less affected than biomass. L. sativa and Z. mays showed higher biomass in soils under cultivation of strawberry in relation to the tomato, and area of tomato was the most affected to L. sativa (0,38g.kg-1). In E. fetida biomass loss was observed in areas of tomato and strawberry, respectively -0,88g.kg-1 and -0,51g.kg-1. The tomato crop obtained more harmful to organisms than the strawberry cultivation. Most results was related to soil degradation, mainly with the content of total organic carbon, organic matter and exchange acidity of soil. Thus, in an environmental assessment must be considered the chemical, physical and ecotoxicological properties. Further, tests are conducted with soil samples ecotoxicological adjustments are needed methodological from being generated equivocal results

Os reservatórios no Brasil, especialmente no Estado de São Paulo, são importantes ecossistemas que foram construídos nos últimos 40 anos. Alguns destes reservatórios, principalmente os do sistema em cascata do Médio e Baixo rio Tietê, encontram-se em estado eutrófico. Florações de cianobactérias são freqüentemente relacionadas a estas condições eutróficas, o que compromete os usos múltiplos destes reservatórios, implicando em riscos à saúde humana e à biota aquática. Os objetivos deste estudo foram investigar a ocorrência, distribuição e freqüência de florações de cianobactérias nestes reservatórios, assim como quantificar as concentrações das cianotoxinas e a toxicidade destas florações, relacionando-as aos parâmetros físicos e químicos no ambiente que, eventualmente, atuam como indutores da dominância das cianobactérias. Amostras (10 L) com florações de cianobactérias foram coletadas à montante e próximo dos seis reservatórios do Médio e Baixo rio Tietê (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava e Três Irmãos), entre novembro/2002 e outubro/2003. Alíquotas (100 mL) dessas amostras foram coletadas e preservadas (formalina 4 %) para identificação e quantificação em laboratório. O material restante foi congelado e liofilizado para identificação e quantificação de cianotoxinas, e para testes ecotoxicológicos. Variáveis físicas e químicas da água foram tomadas nos locais de amostragem, e amostras complementares de água foram coletadas com bomba de sucção integrando toda a coluna d´água. Nestas amostras, foram efetuadas análises de nutrientes totais e dissolvidos, clorofila-a e composição da comunidade fitoplanctônica. Os testes de toxicidade de diferentes concentrações de extratos de cianobactérias (liofilizados) foram realizados por exposição de neonatos de Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, Ceriodaphnia silvestrii (48h), e por injeções intraperitoniais em camundongos Swiss albino (24h). Os resultados demonstraram que a classe Chlorophyceae obteve a maior riqueza de espécies, enquanto que Cyanophyceae obteve a maior freqüência e densidade de organismos nas amostras analisadas. Cianobactérias tóxicas, principalmente dos gêneros Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis e Planktothrix foram encontradas em todas as amostras coletadas. Cianotoxinas, como microcistinas, foram detectadas na maioria dos reservatórios com valores que variaram de 2,17 a 150 'mü'g/L. Contudo, toxinas paralisantes, como saxitoxinas, foram encontradas em alguns reservatórios, com valores máximos variando de 4,53 a 6,93 'mü'g eq. STX/L. Todas as amostras testadas apresentaram toxicidade, com variações de 'CE IND.50'-48h nos microcrustáceos, de 0,10 a 1,32 mg/mL (p.s.) para Daphnia similis, 0,2 a 1,70 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia dubia e 0,09 a 1,20 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia silvestrii. Com relação aos testes realizados com camundongos Swiss albino, a 'DL IND.50'-24h variou de 48 a 904 mg/kg (p.s.). Embora tenha sido demonstrada a redução gradativa da concentração de nutrientes ao longo do rio, principalmente de fósforo e nitrogênio (total e dissolvido), indicando a capacidade depurativa dos sistemas ao longo da seqüência de reservatórios em cascata, o presente estudo demonstrou que ainda assim há manutenção de condições favoráveis para o desenvolvimento de florescimentos de cianobactérias tóxicas em todos os reservatórios. Os resultados demonstraram que o processo de eutrofização contínua e a presença de florações de cianobactérias tóxicas nos reservatórios podem representar riscos potenciais à biota aquática ou às populações humanas que utilizam essas águas para fins diversos. Esta situação representa um desafio no manejo desse sistema em cascata, segundo as características operacional do sistema, tais como o tempo de residência da água e outros fatores a serem considerados nestas construções / Reservoirs in Brazil, particularly in São Paulo State, are important ecosystems which were built up successively in the last 40 years. Some of these reservoirs, mainly at the Middle and the Low Tietê river cascade system are eutrophic. Frequently cyanobacterial blooms are related to these eutrophic conditions which compromise the multiple use of the reservoir, implicating risk to human health and aquatic biota. This study aims to investigate occurrence, distribution and frequency of cyanobacterial blooms in these reservoirs, just as quantify cyanotoxin concentrations, and toxicity of these blooms, relating with physical and chemical environmental parameters as inductors of the dominant of cyanobacteria. Samples (10 L) of cyanobacterial blooms were collected near to the six reservoirs of the Middle and Low Tietê river (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava and Três Irmãos), between November/2002 and October/2003. Samples of cyanobacterial blooms were taking from each reservoir with plankton net (20 mm). Aliquot (100 mL) of samples were collected and preserved (formalin 4 %) for laboratory identification and quantification. The material remaining were frozen and lyophilized for determination and quantification of cyanotoxins, and for ecotoxicological tests. The water physical and chemical variables were evaluated in situ, as well as complementary water samples were collected with a water-pump integrating all the water column to analysis of total and dissolved nutrients, chlorophyll-a and the composition phytoplankton community. The tests of toxicity of different concentrations of cyanobacterial extracts (lyophilized) were carried out by exposition of neonates of Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, and Ceriodaphnia silvestrii (48h), and intraperitoneal injection in Swiss albino mice (24h). The results demonstrate that the Chlorophyceae class had the higher richness of species, while Cyanophyceae had the higher frequency and density of organisms in analysed samples. Toxic cyanobacteria, mainly of genera Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis and Planktothrix, were found in all samples collected. Cyanotoxins, mainly microcystins, were detected in the majority of reservoirs which values were between 2.17 and 150 'mü'g/L. However, paralytic toxins, such as saxitoxins, were found in some reservoirs, which maximum values ranged from 4.53 to 6.93 'mü'g eq. STX/L. All tested samples were toxic, with range of 'CE IND.50'-48h in the microcrustaceans, from 0.10 - 1.32 mg/mL (d.w.) to Daphnia similis, from 0.2 - 1.70 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia dubia and from 0.09 - 1.20 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia silvestrii. With respect to Swiss albino mice test, 'DL IND.50'-24h varied from 48 - 904 mg/kg (d.w.). Although was demonstrated gradual reduction of nutrients downstream, mainly phosphorus and nitrogen (total and dissolved), indicating the depurative capacity of cascade reservoirs sequence, the present study still has demonstrated the maintenance of favorable conditions to development of to toxic cyanobacterial blooms in all the reservoirs. Results demonstrate that the continuous eutrophication process and toxic cyanobacterial blooms in these reservoirs could represent a potential risk to the aquatic biota and human populations who use these waters for multiple purposes. This situation represents a challenge in the management of cascade system, according to reservoirs operational system, such as water residence time and other factors which should be considered in these constructions

Análises ecotoxicológicas vêm sendo amplamente empregadas no monitoramento de amostras ambientais, efluentes industriais e substâncias complexas. Com o objetivo de avaliar a toxicidade de fluidos de usinagem usados na indústria de peças metálicas, foram feitos ensaios de toxicidade aguda com espécies de três diferentes níveis tróficos: Vibrio fischeri, Daphnia similis, Daphnia laevis e Danio rerio. As amostras dos fluidos foram também analisadas quanto aos valores de DQO, fenol, pH, cor, densidade e surfactantes. Os parâmetros físicos e químicos encontram-se dentro dos limites da legislação CONAMA 357 (D.O.U., 2005). Os resultados dos bioensaios revelaram que os fluidos de usinagem apresentaram toxicidade aos organismos empregados neste estudo, e que o tratamento das amostras com radiação gama não foi eficiente na diminuição da toxicidade dessas matrizes. Foi observado que a radiação gama potencializou o efeito tóxico dos fluidos estudados. A biodegradação em solo demonstrou ser efetiva para os fluidos de usinagem e bactérias endêmicas foram identificadas e isoladas para possível utilização no tratamento de áreas contaminadas com fluidos de usinagem. O monitoramento e gestão dos resíduos de fluido de usinagem são necessários para a preservação dos organismos aquáticos devido a sua toxicidade elevada. / Ecotoxicological analyses have being used to monitor environmental samples, industrial effluents and complex substances. With the objective to analyze the toxicity of cutting fluids used in the machinery industry, acute toxicity test with species of three different throphic levels: Vibrio fischeri, Daphnia similis, Daphnia laevis e Danio rerio, were performing. The samples of fluids were analyzed by COD, phenol, pH, color, density and surfactants. The physical and chemical parameters are the according with the brazilian law, CONAMA 357 (D.O.U. 2005}. The results of the toxicity tests showed that the cutting fluids have high toxicity to the organisms used in this study and the gamma radiation treatment was not efficient to decrease the matrix. The biodegradation in soil demonstrated be effective to the cutting fluids and the indigenous bacteria were identified and isolated to possible treatment of soils contaminated with these kinds of substances. The monitoring and management of residues of cutting fluids are necessary to preservation of aquatic live, in consequence of their high toxicity.

Ecological risk assessment (ERA) studies are important to assess environmental changes that have been caused by anthropogenic activities. These integration models show the estimation of adverse risk effects across the levels of biological organization potentially exposed to perturbation, including a better understanding of the ecosystems complexity. It is well known that the pesticide have severe environment effects contributing to biodiversity loss and trophic levels changes. In this context, the aim of this study was to evaluate the ecological risk assessment in pesticide contamination scenarios for aquatic and terrestrial compartments. To attempt it direct and indirect effects on individual response for different biological organization and for multi trophic interactions responses with ecosystems models were evaluated. Thus the environmental impacts in relation to losses and changes of the ecosystems functions and services were analyzed. For this purpose, a risk scenario was designed to compare the Ivermectin contamination exposure routes, via dermal (soil) and oral (food) on Eisenia fetida reproduction tests. An experimental approach was constructed to characterise the effects of the fungicide Scala® (Pyrimethanil) in spraying application comparing to homogenous soil application on a constructed soil multi-species test system. n experiment was performed to reported the effects of the fungicide Mythos® (Pyrimethanil) with terrestrial plant test followed by elutriate test with non-targets freshwater organisms and avoidance test with soil invertebrates and quantify the ecosystems services framework. A holistic higher tier fungicide risk assessment was done with terrestrial and aquatic responses and trophic levels with multitrophic interactions in ecosystem models and supplementary with individuals\' responses. The results obtained suggest that the analyzed reproduction parameters for earthworms were affected with the increase of ivermectin concentrations with statistical significant differences between the contamination exposure routes. The fungicide pyrimethanil has adverse effect on soil invertebrates\' response for the application and spatial distribution with the habitat preferences and foraging abilities has affected directly or indirectly by the fungicide toxicity. The impacts by the runoff and leaching pesticides into adjacent water bodies and surrounding soil showed changes in the organism\'s structure with changes and loss in the provisioning, regulatory and supporting services. The integrated holistic four-tiered fungicide risk assessment showed the possible impacts and the adverse effects on the terrestrial and aquatic organisms, ecosystems and processes in the simulate scenarios. From the results, it is possible to conclude that the experiments performed crossed the multiple aspects of contaminations and show the individuals to ecosystems responses approaches using the exposure routes of contamination, multi trophic interactions of experimental ecosystems models, behavioral, individual and some comparatives responses with aquatic and terrestrial compartments in risk assessment. Furthermore, this study are an important register for the deleterious effects and responses to impacts of pesticides, prompting the possible environmental losses and changes of the ecosystems functions and services in disturbances areas. / Os estudos de avaliação de risco ecológico consistem em avaliar os riscos ecológicos ocasionados pelas diversas atividades antropogênicas a um determinado sistema. Essa abordagem de integração reporta a estimativa dos efeitos de risco adverso através dos níveis de organização biológica potencialmente expostos a pertubação, incluindo assim uma melhor compreensão da complexidade dos ecossistemas. É bem conhecido que os pesticidas possuem efeitos nocivos ao meio ambiente, contribuindo para a perda de biodiversidade e mudanças nos níveis tróficos. A partir dessa análise, o objetivo geral desse estudo foi uma avaliação de risco ecológico em cenários de contaminação por pesticidas em relação aos compartimentos terrestres e aquáticos. Para tanto, foram avaliados os efeitos diretos e indiretos sobre as respostas individuais para diferentes níveis de organização biológica e para as interações multitróficas através de modelos ecossistêmicos. Assim, foram analisados os impactos ambientais em relação as perdas e mudanças das funções e serviços dos ecossistemas. Para esse propósito, foram desenvolvidos cenários de risco em relação as rotas de exposição do antiparasitário Ivermectin para a minhoca Eisenia fetida em relação a testes de reprodução, através da via dermal (solo) e oral (comida). Foi construída uma abordagem experimental para caracterizar os efeitos do fungicida Scala® (Pyrimethanil), comparando a aplicação através de pulverização por spray com a aplicação homogênea no solo em um sistema terrestre multiespécies. Experimentos foram realizados para reportar os efeitos do fungicida Mythos® (Pyrimethanil) em plantas terrestres alvo, seguidos por teste com elutriato com organismos de água doce não-alvo e testes de fuga com invertebrados terrestres não-alvo e uma quantificação dos serviços ecossistêmicos. Foi realizada uma avaliação de risco holística do fungicida pyrimethanil com respostas dos organismos terrestres e aquáticos e das interações tróficas através dos modelos ecossistêmicos e complementados com respostas individuais. Os resultados obtidos sugerem que os parâmetros de reprodução para as minhocas foram afetados com o aumento das concentrações de ivermectina com diferenças estatísticas significativas entre as rotas de exposição a contaminação. O fungicida pyrimethanil mostrou efeitos adversos sobre os invertebrados terrestres para as aplicações do pesticida e para a distribuição espacial, sendo as preferências de habitat e habilidade de forageio direta ou indiretamente afetadas pela toxicidade do fungicida. Os possíveis impactos do runoff e lixiviação nos corpos de água e solos adjacentes mostram mudanças na estrutura da comunidade com mudanças e perdas nos serviços ecossistêmicos de provisão, regulação e suporte. A avaliação de risco holística mostrou os impactos e efeitos adversos sobre os organismos terrestres e aquáticos, ecossistemas e processos nos diferentes cenários de simulação. Ao analisar os dados obtidos é possível concluir que os experimentos realizados permeiam os múltiplos aspectos da contaminação por pesticidas, mostrando respostas de indivíduos a ecossistemas através das rotas de exposição da contaminação, interações multitróficas a partir dos experimentos de modelos ecossistêmicos, respostas individuais, comportamentais e comparativas com os sistemas terrestres e aquáticos em avaliações de risco ecológico. Portanto, esse estudo se apresenta como um importante registro dos efeitos deletérios e das respostas dos impactos por pesticidas, levando a possíveis perdas e mudanças das funções e serviços ecossistêmicos em áreas com distúrbios.

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Physicochemical parameters such as, pH, TDS, hardness, condutivity and turbidity, showed results within the environmental agency limits. As expected, soluble oxygen in water was below the minimum established in both matrices, due to the high amount of organic matter. During acute toxicity tests physicochemical parameters were also tested, statistical simulations using pearson r value showed strong and positive correlation between the parameter and the test solutions concentrations. R values were between 0,974 and 1,000. Except for soluble oxygen, that confirmed a negative correlation. Biochemical and chemical oxygen demand were determined for the samples, a ratio between them was obtained to evaluate the organic matter biodegradability level. Considering that ratio under 5 indicates easily biodegradable matrix, both matrice showed easy organic matter degradation, having ratio of 2,65 for final effluent and 2,01 for sludge water solution. The presence of toxic metals, chromium, copper, cadmium, iron, nickel, tin, zinc and lead, were investigated for effluent, sludge and sludge water solution. All metal concentrations were below the environmental agency and reference safety levels for disposal in rivers (CONAMA/357) or soils (CONAMA/375 and 430). / O presente trabalho apresenta uma investigação das características químicas e ecotoxicológicas do efluente e do lodo da ETE-Goiânia. Estudos de toxicidade aguda com o organismo teste Danio rerio apresentaram CL50;48h de 69,18% para o efluente e CL50;48h de 10,31% para o eluato do lodo. Parâmetros físico-químicos, pH, STD, dureza, turbidez, oxigênio dissolvido e condutividade, foram monitorados para cada solução teste das amostras e se encontram dentro valores permitidos pela legislação vigente. Com exceção do teor de oxigênio dissolvido, que estão abaixo do permitido tanto para o efluente como para o eluato do lodo. Os resultados obtidos para cada parâmetro foram correlacionados com as diferentes concentrações por testes de Pearson. Os valores para o coeficiente de Correlação r de Pearson variaram entre 0,974 e 1,000, expressando uma correlação de variância forte e positiva entre os parâmetros e a concentração das soluções de 95% a 100%. O oxigênio dissolvido apresentou uma correlação moderada e negativa, com os valores dos Coeficientes de Correlação r de Pearson variando entre -0,698 a -0,762. A avaliação da água do rio Meia Ponte no local de despejo, não apresentou toxicidade ao peixe Danio rerio. A avaliação química das amostras foi feita por estudos de DQO, DBO e quantificação de metais nas amostras. Razão entre DQO e DBO inferior a 5 permite considerar a amostra biodegradável, a razão para eluato de lodo foi de 2,01 enquanto para efluente esse valor foi de 2,65, indicando que as duas amostras apresentam facilidade de degradação da matéria orgânica. Os metais, Cu, Fe, Ni, Sn e Pb, estão presentes nas amostras de efluente e lodo da ETE, assim como no eluato preparado a partir do lodo.Todas as concentrações dos metais estudados estavam abaixo das concentrações máximas permitidas pela legislação brasileira para disposição em rios (CONAMA/357 e 430) ou solos (CONAMA/375). No entanto, o lodo da ETE apresentou o teor de chumbo bem próximo ao valor máximo estabelecido de 300 mg.Kg-1. Já os metais Cd e Cr não foram detectados ou as concentrações nas amostras analisadas ficaram abaixo do limite de detecção (LD) do método de quantificação. A presença de metais potencialmente tóxicos e a alta toxicidade mostra que há necessidade de buscar alternativas para melhorar o tratamento de esgoto da ETE Dr. Hélio Seixo de Britto, uma vez que esta ETE trata o maior volume de esgoto municipal (1.100 L/s). A melhora do tratamento reduz a descarga de matéria orgânica e de substâncias tóxicas que podem prejudicar a saúde da população e outros seres vivos.

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The first conjugate optimized process was started with an acidic esterification (molar ratio ethanol:ORF 11:1, 2.5% concentration H2SO4 for 4 hours) and afterwards an alkaline transesterification (1.5% strength KOH and the molar ratio ethanol:fatty matter of 13:1 for 4 hours), allowing the production of a biodiesel ethyl ORF quality similar to that obtained for the refined soybean oil biodiesel, except for oxidative stability. The other study was to develop the best conditions for obtaining free fatty acid (FFA) from the ORF soap acidification with phosphoric acid, using a factorial design, obtaining better results with the excess percentage of KOH 30% for 2h and 90°C. After purification of FFA, a double acid ethyl esterification was carried out for the production of biodiesel ethyl ORF, and that there are no studies with these variables and characteristics. Samples of ethyl biodiesel ORF produced had their quality parameters according to the required thresholds, except for oxidative stability, which is affected by the presence of oxidized first order components (hidroxidienos and hidroperoxidienos) and second order (cetoperoxidienos). To know the toxicity of samples of biodiesel and mixtures BX in salt or brackish water environment was conducted ecotoxicological tests in their soluble fractions using as nauplii test organism Artemia salina. It can be seen that the lower the amount of biodiesel and the greater the amount of diesel fuel in the mixture, the lower the concentration of eluate needed for the mortality of Artemia salina nauplii. / O processo mais comum para a produção de biodiesel é transesterificação metílica alcalina, o que não é possível utilizando uma matéria-prima com alto índice de acidez, como os óleos residuais de fritura (ORF), que possuem baixo custo e podem substituir os óleos vegetais refinados na produção de biodiesel. Além disso, a troca do álcool metílico pelo etílico, também auxilia em um biodiesel ambientalmente mais correto. Este estudo visou a obtenção de vias de produção de biodiesel etílico de ORF, a partir de um tratamento da matéria-prima, seguido de processos conjugados e um controle de qualidade e ecotoxicológico. O primeiro processo conjugado otimizado foi iniciado com uma esterificação ácida (razão molar etanol:ORF 11:1, 2,5% de concentração de H2SO4 por 4h) e posteriormente uma transesterificação alcalina (1,5% de concentração do KOH e razão molar etanol:matéria graxa de 13:1 por 4 horas), o que permitiu a produção de um biodiesel etílico de ORF com qualidade similar a obtida para o biodiesel de óleo de soja refinado, exceto em relação a estabilidade oxidativa. O outro estudo, foi desenvolver as melhores condições de obtenção de ácido graxo livre (FFA) a partir da acidificação de sabão de ORF com o ácido fosfórico, utilizando um planejamento experimental fatorial, obtendo melhores resultados com a percentagem em excesso do KOH de 30%, por 2h e temperatura de 90°C. Após a purificação do FFA, foi realizada uma dupla esterificação etílica ácida, para a produção do biodiesel etílico de ORF, sendo que, não foram encontrados estudos com essas variáveis e características. As amostras de biodiesel etílico de ORF produzidos tiveram seus parâmetros de qualidade de acordo com os limites mínimos exigidos, com exceção da estabilidade oxidativa, a qual é afetada pela presença de componentes oxidados de primeira ordem (hidroxidienos e hidroperoxidienos) e de segunda ordem (cetoperoxidienos). Para se conhecer a toxicidade dessas amostras de biodiesel e suas misturas BX em ambiente aquático salino ou salobro foi realizado testes ecotoxicológicos nas suas frações solúveis utilizando como organismo-teste náuplios de Artemia salina. Pode-se observar que quanto menor a quantidade de biodiesel e maior a quantidade de diesel na mistura, menor é a concentração de eluato necessária para a mortandade dos náuplios de Artemia salina.

O rio Itapecuru foi investigado quanto a sua atividade estrogênica por meio das técnicas de ecotoxicologia aquática e de cromatografia líquida. No município de Bacabeira, amostras de água do rio Itapecuru foram coletadas no ponto de captação do sistema de abastecimento público de água que atende cerca da metade da população de São Luís, capital do Maranhão. Elas foram utilizadas na realização de ensaios ecotoxicológicos crônicos de 21 dias com Danio rerio e Oreochromis niloticus. A VTG nestes organismos-teste foi quantificada por meio do ensaio imunoenzimático ELISA, cujos resultados indicaram a indução de VTG em machos de ambas as espécies. Portanto, a água do rio Itapecuru continha substâncias em concentração suficiente para causar alterações endócrinas no sistema sexual reprodutivo de Danio rerio e de Oreochromis niloticus. Para investigação da ocorrência de 17 β-estradiol (E2) e 17 α-etinilestradiol (EE2), foi desenvolvido um método analítico que utilizou a extração em fase sólida seguida da análise cromatográfica líquida de alta eficiência acoplada a um detector de fluorescência. O método foi validado e demonstrou-se ser seletivo, preciso (E2 = 3,08% e EE2 = 2,26%), exato (E2 = 78,05% e EE2 = 92,26%) e com recuperação adequada (E2 = 99,24% e EE2 = 99,71%). Apresentou também LD de 6,96 e 20,78 ng.L-1 e LQ de 10,36 e 29,33 ng.L-1, respectivamente para E2 e EE2. A robustez, avaliada por meio do teste de Youden, mostrou os pontos robustos e os críticos do método de análise. Nas amostras de água do rio Itapecuru coletadas posteriormente aos testes ecotoxicológicos, encontrou-se EE2, sendo 13,48 ng.L-1 em uma e abaixo do LQ na outra. O estrógeno E2 não foi encontrado em quaisquer das amostras. / The Itapecuru river (Maranhão, Brazil) was investigated regarding its estrogenic activity by means of aquatic ecotoxicology and liquid chromatography. At Bacabeira, water samples were collected at the river Itapecuru uptake point of the public water supply system that serves about half the population of Sao Luis, Brazil. Using them, we performed 21 days chronic ecotoxicological tests using Danio rerio and Oreochromis niloticus. In these test organisms, VTG was quantified by means of enzyme-linked immunosorbent assay ELISA, whose results indicated the induction of VTG in males of both species. Therefore, the Itapecuru river water had substances in concentration sufficient to cause endocrine disruption in the reproductive system of Danio rerio and Oreochromis niloticus. To investigate the occurrence of 17β-estradiol (E2) and 17α-ethinylestradiol (EE2) in that same river, we developed an analytical method using solid phase extraction followed by high performance liquid chromatography coupled to a fluorescence detector. The method was validated and shown to be selective, precise (E2 = 3.08% and EE2 = 2.26%), exact (E2 = 78.05% and EE2 = 92.26%) and with suitable recovery (E2 = 99.24% and EE2 = 99.71%). LOD of 6.96 and 20.78 ng.L-1 and LOQ of 10.36 and 29.33 ng.L-1 were found, respectively to E2 and EE2. The robustness was assessed by Youden test and highlighted the robust and the critical points of the chromatographic method. In two of the water samples analyzed from Itapecuru River, EE2 was found, one of it with 13.48 ng.L-1 and the another below the LOQ. E2 was not detected in any of the samples.

Os fungos são decompositores primários e, portanto, ocupam uma posição estratégica na base da cadeia alimentar em diversos ecossistemas, incluindo os terrestres. Por tais características, estes organismos são de especial interesse na aplicação em bioensaios de toxicidade. As metodologias com espécies bioluminescentes são geralmente práticas, economicamente viáveis e de fácil aplicação. Ainda assim, os fungos naturalmente bioluminescentes são ainda pouco estudados para este propósito, em comparação com os organismos aquáticos, como as bactérias. Neste cenário, o presente trabalho apresenta os efeitos de diferentes condições de cultivo sobre o perfil de bioluminescência do fungo Neonothopanus gardneri, buscando o desenvolvimento de um bioensaio de toxicidade utilizando esta espécie. Estudos preliminares foram destinados à redução da variação experimental, à identificação de algumas das características intrínsecas do organismo em cultura e, ainda, à definição de procedimentos de análise e de inoculação do micélio. Em seguida, a emissão de luz foi monitorada variando as temperaturas de incubação, o pH dos meios de cultura e as concentrações das fontes de carbono e de nitrogênio, adotadas como nutrientes. Identificou-se que a incubação a 30ºC em meios com 2% de ágar, 1% de melaço de cana de açúcar, 0,02% de extrato de levedura e pH 6 resultou em um perfil de bioluminescência mais adequado ao propósito de interesse, apesar de não ter resultado na maior emissão de luz possível. Nestas condições de cultivo, foi possível desenvolver um bioensaio de toxicidade. Para isso, foi necessário avaliar o comportamento da luz emitida pelo micélio em contato tanto com ar atmosférico quanto com alguns potenciais diluentes, estabelecendo-se também o tempo de exposição necessário para uma resposta máxima do fungo N. gardneri em contato com soluções de Cu+2 (50 mM) e fenol (10 mM). Neste caso, uma solução aquosa de Triton X-100 na concentração de 0,01% (m:v) tamponada com ácido 2-(N-morfolino)etano sulfônico (MES, 50 mM, pH 5,7) foi adotada para diluir os agentes tóxicos, aos quais o micélio foi exposto durante 24 horas. Posteriormente, a metodologia foi aplicada para testar a toxicidade de dois metais e dois fenóis (Cu+2, Cd+2, fenol e 4-nitrofenol), obtendo-se respectivos valores de EC50 (concentração mediana efetiva) iguais a (0,53 ± 0,09) mM; (8,0 ± 0,5).10-3 mM; (1,7 ± 0,3) mM e (0,34 ± 0,04) mM. Entretanto, em experimentos paralelos, a quantificação espectrofotométrica de fenóis nos meios de cultura indicou que os mesmos são difundidos homogeneamente pelo ágar. Neste caso, os valores de EC50 seriam divididos por 6, para considerar a diluição dos compostos pelos meios. O bioensaio com a espécie N. gardneri possui vantagens, principalmente em relação ao comportamento reprodutível da emissão de luz, à alta intensidade da bioluminescência, ao crescimento rápido do micélio e à sensibilidade aos agentes tóxicos testados. Considerando tais características, a metodologia desenvolvida representa um procedimento viável em bioensaios de toxicidade. Assim, a mesma pode ser aperfeiçoada em trabalhos futuros e aplicada em complemento com outros métodos já desenvolvidos para outros organismos terrestres ou aquáticos. / Fungi are primary decomposers, thus occupying a strategic position at the base of the food chain in many ecosystems, including terrestrial ones. Due to such characteristics, these organisms are of special interest to toxicity bioassays. Bioluminescent-based methods are usually practical, economically viable and easy to perform. Nevertheless, naturally bioluminscent fungi are still poorly studied in this respect, compared to aquatic organisms like bacteria. In the above mentioned scenario, this work presents the effects of different culture conditions on the bioluminescence profile of the fungus Neonothopanus gardneri, aiming at the development of a toxicity bioassay using this species. Preliminary studies were intended to reduce experimental variation, identify some of the intrinsic characteristics of the organism in culture, and also to define the procedures for analysis and mycelium inoculation. Following this, light emission was monitored varying the incubation temperatures; the culture media pH and the concentrations of carbon and nitrogen nutrient sources. It was identified that the incubation at 30ºC in culture media containing 2% agar, 1% sugar cane molasses, 0.02% yeast extract and pH 6 resulted in the most appropriate bioluminescence profile for the purpose of interest, although it has not resulted in the higher light emission. Under these culturing conditions, it was possible to develop a toxicity bioassay. To this end, it was necessary to assess the behavior of light emission from the mycelium in contact with both atmospheric air and some potential diluents, also establishing the exposure time required for a maximum response of N. gardneri in contact with Cu+2 (50 mM) and phenol (10 mM) solutions. In this case, an aqueous solution of Triton X-100 in the concentration of 0.01% (w:v) buffered with 2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid (MES, 50 mM) was chosen to dilute the toxic agents, to which the mycelium was exposed for 24 hours. Thereafter, the methodology was applied to test the toxicity of two metals and two phenols (Cu+2, Cd+2, phenol and 4-nitrophenol), obtaining respective EC50 values (median effective concentration) equal to (0,53 ± 0,09) mM; (8,0 ± 0,5).10-3 mM; (1,7 ± 0,3) mM e (0,34 ± 0,04) mM. Meanwhile, in parallel experiments, the spectrophotometric quantification of phenols in culture media indicated that they are evenly diffused through agar. In this case, the EC50 values would be divided by 6, in order to consider the dilution of compounds by the media. The toxicity bioassay with N. gardneri species has advantages, manly in relation to the reproducible behavior of light emission, high intensity of bioluminescence, rapid growth of mycelium and sensitivity to the tested toxic agents. Considering these characteristics, the developed methodology represents a viable procedure for a toxicological bioassay. Accordingly, it can be improved in future work and performed in addition to other methods already developed for other terrestrial or aquatic organisms.