The contamination of the aquatic environment by pesticides is a problem of global importance because of their toxic effect on non-target organisms. These products may affect toxicological parameters and oxidative stress in fish. The carp is cultivated in southern of Brazil and has great comercial interest. There are few studies in our country regarding the use of pesticides and their toxicity in these fish. The aim of this study was to determine if the insecticides used in rice farming alter these parameters in juvenile carp (Cyprinus carpio). Throught obtained results toxicity biomarkers to insecticides were determinated. The carps were exposed to insecticides for seven, 30 or 90 days in rice field condition. After the experimental periods, toxicological parameters and oxidative stress were evaluated in liver, brain and muscle. The parameters analyzed were the enzymatic activity of catalase (CAT) and glutathione S-transferase (GST). Furthermore, parameters of oxidative stress,such as protein carbonyl in the liver and levels of TBARS in the liver, brain and muscle were examined. The results showed that after exposure to the comercial formulation of the insecticide carbofuran the CAT increased its activity in hepatic tissue after 30 days of exposure. The enzyme activity was not changed in the liver of carp exposed to carbofuran for seven or 90 days. The GST decreased after seven and 90 days of exposure. On the other hand, after 30 days its activity increased in the liver of fish exposed to this insecticide. The protein carbonyl levels reduced in the liver of carp exposed for seven, 30 or 90 days to carbofuran. The TBARS levels increased in almost all tissues and periods considered, except the liver and brain that showed TBARS levels unchanged at seven days of exposure. Exposure to comercial formulation of insecticide fipronil showed that the activity of CAT reduced in all periods and tissues tested. The protein carbonyl levels increased after 30 days of exposure fipronil, while at seven and 90 days there was no change in the levels of protein carbonyl. The TBARS levels increased in all periods and tissues in carp exposed to fipronil. These results indicate that the measured parameters can be indicators of contamination to insecticides in Cyprinus carpio after prolonged exposure. According to the results obtained we consider the determination of protein carbonyl in hepatic tissue and TBARS in liver, brain and muscle tissue as biomarkers of carbofuran toxicity in carp after 90 days of exposure. For fipronil the results found in the activity of the CAT in liver and TBARS levels in all tissues studied, allow us to consider them biomarkers of insecticide toxicity. / A contaminação do ambiente aquático por agrotóxicos é um problema de importância mundial, devido ao seu efeito tóxico em organismos não-alvo. Estes produtos podem afetar parâmetros toxicológicos em peixes. As carpas são peixes cultivados na região Sul do Brasil e possuem grande interesse comercial. Existem poucos estudos em nosso país relacionando o uso de agrotóxicos e sua toxicidade nestes peixes. O objetivo deste estudo foi verificar se inseticidas utilizados na lavoura de arroz alteram parâmetros toxicológicos em juvenis de carpas (Cyprinus carpio). Através dos resultados obtidos foram determinados biomarcadores de toxicidade para estes inseticidas. As carpas foram expostas a dois tipos de inseticidas por sete, 30 ou 90 dias em condição de lavoura de arroz. Após os períodos experimentais foram avaliados parâmetros toxicológicos e de estresse oxidativo nos tecidos hepático, cerebral e muscular. Os parâmetros enzimáticos analisados foram: atividade da catalase (CAT) e glutationa S-transferase (GST). Além disso, analisaram-se parâmetros de estresse oxidativo, como a carbonilação de proteínas no tecido hepático e níveis de TBARS em fígado, cérebro e músculo. Os resultados mostraram que após exposição à formulação comercial do inseticida carbofuran a catalase apresentou sua atividade aumentada no tecido hepático após 30 dias de exposição. A atividade da enzima não foi alterada aos sete ou 90 dias em fígado de carpas expostas ao inseticida carbofuran. A enzima GST diminuiu após sete e 90 dias de exposição. Por outro lado, em 30 dias sua atividade aumentou no fígado de peixes expostos ao inseticida. Os níveis de proteína carbonil diminuiram em fígado de carpas expostas por sete, 30 ou 90 dias ao carbofuran. Os níveis de TBARS foram aumentados em praticamente todos os períodos e tecidos considerados, com exceção do tecido hepático e muscular, que aos sete dias de exposição mostrou os níveis de TBARS inalterados. A exposição à formulação comercial do inseticida fipronil diminuiu atividade da catalase em todos os períodos e tecidos testados. Os níveis de proteína carbonil foram aumentados após 30 dias de exposição ao fipronil, enquanto que aos sete ou 90 dias não houve alteração nos níveis de proteína carbonil. Os níveis de TBARS aumentaram em todos os períodos e tecidos em carpas expostas ao fipronil. Estes resultados indicam que os parâmetros medidos podem ser bons indicadores da contaminação destes pesticidas em tecidos de carpa após exposição prolongada. De acordo com os resultados obtidos, podemos considerar a determinação de proteína carbonil no tecido hepático e TBARS em cérebro, músculo e fígado como biomarcadores de toxicidade em carpas para o carbofuran. Para o fipronil os resultados encontrados na atividade da enzima catalase em fígado e nos níveis de TBARS em todos os tecidos estudados, permitem-nos considerá-los biomarcadores de toxicidade.

The pesticides are substances widely used in agriculture, because it enhances productivity. However, its excessive and disordered use has caused different impacts on the environment. Therefore, this study investigated the effects in carps (Cyprinus carpio) exposed to carbofuran (two agricultural years) and fipronil (one agricultural years) in rice field condition for 7, 30 and 90 days, as in laboratory condition for 30 days. In addition, evaluation of growth fish parameters and pesticides concentrations in the experimental water. The SOD activity in liver increased after 7, 30 and 90 days of exposure to 50.0 μg/L of carbofuran under rice field condition in the years 1 and 2. A decrease in hepatic CAT activity was showed after 30 days of exposure in both experimental years. GST activity in liver showed a significant increase after 30 days of exposure, and decrease after 7 and 90 days in both experimental years. Protein carbonyl levels decreased after 90 days in the first experimental year. During the second experimental year the protein carbonyl levels were reduced in all the periods of exposure. In both experimental years TBARS increased significantly in the brain after all periods studied, while in liver and muscle significant increase occurred only after 30 and 90 days of exposure. The carbofuran did not affect fish growth compared to control group in both experimental years. The SOD activity in liver increased whereas the hepatic activity of CAT was inhibited at 7, 30 and 90 days of exposure to fipronil. There were no changes in GST activity in all experimental periods. The protein carbonyl levels increased after 30 and 90 days of exposure, as TBARS levels increased in all the analyzed tissues (muscle, liver and brain) and periods analyzed. Regarding the growth of carp during the experimental period, no significant differences were observed in fish treated with fipronil when compared with the control group. In a third study were performed evaluations in carp exposed to the carbofuran and fipronil for 30 days in laboratory conditions. An increased in TBARS liver, muscle and brain of fish as the protein carbonyl levels in the liver after exposure to both insecticides tested. Liver CAT activity remained unaltered, as GST in liver, muscle and brain after exposure to carbofuran fipronil. The antioxidant enzymatic system showed an increase of GSH in the liver after exposure to both insecticides, whereas in the brain and muscle are not altered. Acid ascorbic levels demonstrated increased in liver, muscle and brain after exposure to carbofuran. After exposure to fipronil this parameter were increased only in the brain. The AChE activity was inhibited in brain and muscle of fish after exposure to both insecticides. The results from these studies show that carbofuran and fipronil cause disturbances in biochemical parameters of fish exposed in rice field as in laboratory condition. These studies revealed the occurrence of oxidative stress, without affecting the survival of fish, but can be harmful to your health. / Os pesticidas são substâncias amplamente usadas na agricultura, pois os mesmos possibilitam o aumento da produtividade. Entretanto, seu uso desordenado e excessivo vem provocando diversos impactos sobre o meio ambiente. Em razão disso neste estudo investigaram-se os efeitos da exposição de carpas (Cyprinus carpio) aos inseticidas carbofuran (2 anos agrícolas) e fipronil (1 ano agrícola) em condição de lavoura de arroz irrigado por 7, 30 e 90 dias, bem como em condição de laboratório por 30 dias. Além de avaliações de parâmetros de crescimento e de resíduos dos pesticidas na água. A atividade SOD em fígado aumentou após 7, 30 e 90 dias de exposição a 50,0 μg/L de carbofuran sob condições de lavoura de arroz irrigado nos anos 1 e 2. Uma diminuição na atividade da CAT hepática foi observada após 30 dias de exposição em ambos os anos experimentais. Na atividade da GST em fígado ocorreu um aumento significativo após 30 dias de exposição, e uma diminuição após 7 e 90 dias em ambos os anos experimentais. Os níveis de proteína carbonil diminuíram após 90 dias no primeiro ano experimental. Durante o segundo ano experimental, os níveis de proteína carbonil foram reduzidos em todos os períodos de exposição. Em ambos os anos experimentais, os níveis de TBARS aumentaram significativamente em cérebro após todos os períodos analisados, enquanto que no fígado e músculo um aumento significativo ocorreu apenas após 30 e 90 dias de exposição. O carbofuran não influenciou significativamente o crescimento dos peixes quando comparado ao grupo controle em ambos os anos experimentais. A atividade da SOD em fígado aumentou enquanto a atividade hepática da CAT foi inibida nos períodos de 7, 30 e 90 dias de exposição ao fipronil em condições de lavoura de arroz irrigado. Não foram observadas alterações na atividade da GST em todos os períodos experimentais. O conteúdo de proteína carbonil aumentou após 30 e 90 dias de exposição, ao passo que, os níveis TBARS aumentaram em todos os tecidos analisados (músculo, fígado e cérebro) e períodos analisados. Em relação ao crescimento das carpas durante o período experimental, não foram observadas diferenças significativas nos peixes tratados com fipronil em relação ao grupo controle. Em um terceiro estudo realizaram-se avaliações em carpas expostas aos inseticidas carbofuran e fipronil por 30 dias em condições de laboratório. Ocorreu um aumento nos níveis de TBARS em fígado, músculo e cérebro dos peixes, assim como da carbonilação de proteínas em fígado após exposição a ambos os inseticidas testados. A atividade da CAT hepática permaneceu inalterada assim como a GST em fígado, músculo e cérebro tanto na exposição ao carbofuran como ao fipronil. O sistema antioxidante não enzimático apresentou aumento dos níveis de GSH em fígado após exposição a ambos inseticidas, enquanto que, em músculo e cérebro não se alteraram. Assim como, demonstrou aumento nos níveis de ácido ascórbico em fígado, músculo e cérebro após exposição ao inseticida carbofuran. Após exposição ao fipronil somente ocorreu aumento dos níveis deste parâmetro em cérebro. A atividade da enzima AChE mostrou-se inibida em cérebro e músculo dos peixes após exposição a ambos os inseticidas. Os resultados obtidos nestes estudos mostram que os inseticidas carbofuran e fipronil provocam desordens em parâmetros bioquímicos nos peixes expostos em condições de campo bem como, em condições de laboratório. Evidenciou-se a ocorrência de estresse oxidativo, sem afetar na sobrevivência dos peixes, mas podendo ser prejudicial para a saúde destes.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The aim of this study was to verify the zinc and copper effects, metals frequently found in aquatic ecosystems, on the metabolism of piavas (Leporinus sp.). In this work, it was verified the average lethal concentrations (LC50) for the different metals. Activities of different enzymes such as AChE (brain and muscle), catalase (liver), δ-ALA-D (liver, kidney, muscle and brain), TBARS formation (liver, brain and muscle), hematological parameters and metals accumulation in different tissues (liver, kidney, brain and muscle) were also analyzed. Juvenile of Leporinus sp. was exposed to zinc and copper for LC50 determination, which was estimated as 23.4 mg/L for Zn(II) and 0.2 mg/L for Cu(II). Based on these results, fish were exposed for 30 or 45 days to concentrations equivalents to 10% and 20% of the LC50 which corresponded to 2.3 and 4.6 mg/L for Zn(II) and 0.02 and 0.04 mg/L for Cu(II), respectively. δ-ALA-D activity was modified in response to metal exposure, being inhibited by zinc in the brain after 45 days of exposure in both metals concentrations tested. In liver and kidney, it was inhibited by both metals concentrations and times of exposure. Muscle demonstrated inhibition in δ-ALA-D activity only in 4.6 mg/L concentration after 45 days exposure to Zn(II). Copper exposure also inhibited the δ-ALA-D activity in liver, kidney and muscle in both metal concentrations and exposure time tested. In the brain, in general, δ-ALA-D activity was not altered when compared to controls. Hematological parameters also showed alterations after exposure to both metals after 45 days experiment. Reduction of hematocrit, erythrocyte, hemoglobin content demonstrated that fish exposed to zinc and copper showed anemic signs. Liver catalase activity increased after zinc or copper exposure in both concentrations and exposure times tested. TBARS levels increased in liver and brain of fish exposed to Zn(II) for 45 days in both metal concentrations. In muscle, it did in both exposure times and concentrations tested. Cu(II) exposure reduced the TBARS levels in liver in both concentrations and time of exposure tested. In brain, there was a decreased in TBARS levels only after 45 days of exposure. In muscle, this decreased was observed after 30 days of exposure in both concentrations. AChE activity increased in muscle (30 and 45 days exposure) and brain (30 days exposure) in fish exposed to Zn(II) in both concentrations tested. However, after 45 days of exposure to zinc, cerebral AChE activity decreased at 2.3 mg/L of Zn(II) and increased at 4.6 mg/L of Zn(II). For Cu(II), both muscle and brain AChE activity increased in both concentrations and exposure time tested. Fish exposed to zinc showed metal accumulation in the liver and kidney in both concentrations and time of exposure tested. For copper, the metal accumulation was only observed in brain and after 45 days of exposure in both concentrations tested. This study showed that although zinc and copper are required as microelements in the normal metabolism of cells, subletal concentrations of these metals can affect the activity of several enzymes of toxicological interest, increase the production of oxygen reactive species which can cause stress and accumulate in different manners in the tissues. / O objetivo deste estudo foi verificar os efeitos do zinco e do cobre, metais freqüentemente encontrados em ecossistemas aquáticos, sobre o metabolismo de piavas (Leporinus sp.). Neste trabalho verificou-se a concentração letal média (CL50) para os diferentes metais e foram medidas as atividades de diferentes enzimas como acetilcolinesterase (AChE) (cérebro e músculo); catalase (fígado); delta-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) (fígado, rim, cérebro e músculo); formação de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) (fígado, cérebro e músculo); parâmetros hematológicos e acumulação dos metais em diferentes tecidos (fígado, rim, cérebro e músculo). Juvenis de Leporinus sp. foram expostos ao zinco e ao cobre para a determinação da CL50 que foi de 23.4 mg/L para zinco e 0.2 mg/L para o cobre. A partir desta determinação, os peixes foram expostos durante 30 e 45 dias a 10% e 20% destas concentrações que corresponderam a 2.3 mg/L e 4.6 mg/L para o zinco e 0.02 mg/L e 0.04 mg/L para o cobre. A atividade da δ-ALA-D foi alterada em resposta à exposição aos metais, sendo sua atividade no cérebro inibida pelo zinco após 45 dias de exposição às duas concentrações testadas e, no fígado e rim, inibida em ambas concentrações e tempos de exposição testados. Já o tecido muscular, demonstrou inibição na atividade da δ-ALA-D somente na concentração 4.6 mg/L depois dos 45 dias de exposição ao zinco. A exposição ao cobre também demonstrou uma inibição da atividade da δ-ALA-D no fígado, rim e músculo em ambas concentrações e tempos de exposição testados. No cérebro, em geral, a atividade da δ-ALA-D não foi alterada quando comparada aos controles. Os parâmetros hematológicos também mostraram alterações após exposição a ambos metais depois dos 45 dias de experimento. A redução no hematócrito, hemoglobina e número de eritrócitos demonstram que os peixes expostos ao zinco e ao cobre apresentavam sinais de anemia. A atividade da catalase no fígado aumentou para ambos metais em ambas concentrações e tempos de exposição. Os níveis de TBARS nos peixes expostos ao zinco encontraram-se aumentados no fígado e cérebro após 45 dias de exposição em ambas concentrações e, no músculo, em ambos tempos de exposição e concentrações testadas. O cobre reduziu os níveis de TBARS no fígado em ambas concentrações e tempos de exposição. Já no cérebro, houve uma redução destes níveis somente após 45 dias de exposição e, no músculo, após 30 dias de exposição a ambas concentrações testadas. A atividade da AChE aumentou em músculo (30 e 45 dias) e cérebro (30 dias) para os peixes expostos ao zinco em ambas concentrações. Entretanto, nos 45 dias de exposição ao zinco, a atividade da AChE cerebral encontrou-se reduzida na concentração 2.3 mg/L e aumentada na concentração 4.6 mg/L. Já para o cobre, a atividade da AChE aumentou no músculo e cérebro em ambas concentrações e tempos testados. Os peixes expostos ao zinco demonstraram acumulação do metal no fígado e rim em ambas concentrações testadas, após os 30 e 45 dias de exposição. Já para o cobre, foi observada acumulação do metal somente no cérebro, em ambas concentrações testadas após 45 dias. Este estudo demonstrou que o zinco e o cobre, apesar de serem microelementos importantes para a função celular, mesmo em concentrações subletais, podem alterar a atividade de diversas enzimas de interesse toxicológico, aumentar a produção de espécies reativas de oxigênio, e se acumular, de diferentes formas, nos tecidos.

O tratamento e o destino final dos resíduos sólidos de serviços de saúde são assuntos que têm gerado controvérsias no tocante às alternativas tecnológicas disponíveis e aos riscos para a saúde pública e ao meio ambiente. O presente trabalho consistiu na caracterização físico-química e toxicológica de lixiviados de resíduos de serviços de saúde e de lixo domiciliar coletados pela Companhia Municipal de Limpeza Urbana (COMLURB) na cidade do Rio de Janeiro e teve por objetivo subsidiar a discussão com relação à questão da necessidade de tratamento e disposição final diferenciada para os resíduos de serviços de saúde. Os resultados obtidos ilustram uma biodegradabilidade não tão elevada dos lixiviados das Células experimentais C1, C2 e C3, onde C1 contém 100% de RSD, C2 100% de RSS e C3 98% de RSD em mistura com 2% de RSS. Percolados oriundos de aterros sanitários novos se caracterizam nomalmente por valores elevados de biodegradabilidade. No entanto, os resultados mostram um baixo nível de biodegradabilidade dos lixiviados das Células experimentais C1, C2 e C3. Os parâmetros físico-químicos analisados indicam que os microorganismos encontram-se ainda na fase de adaptação ao meio. Os resultados mostraram mais similaridades do que diferenças no lixiviado gerados da disposição de RSD, RSS e sua codisposição durante um período de 60 dias de operação das células experimentais. / The treatment and final disposal of hospital solid wastes have been subjects of controversies related to the available technological alternatives and to the risks to the environment and public health. The present work evaluates the physico-chemical and toxicological characterization of leachate of healthcare solid wastes (HSW) and municipal household solid wastes (MSW) collected by the municipal service of waste collection (Companhia Municipal de Limpeza Urbana COMLURB), in Rio de Janeiro city and the aim was to support the discussion about the need of a differential treatment and final disposal of hospital wastes. The solid wastes were disposed as follows: C1 contains 100% of MSW, C2 contains 100% of HSW and C3 contains 98% of USW mixed with 2% of de HSW. Leachates generated from new sanitary landfills are characterized by high levels of biodegradability. However, the results showed a low biodegradability level in the leachate from the experimental cells C1, C2 and C3. The physico-chemical results also indicate that microorganisms are still at the stage of adaptation to the environment. The results has shown more similarities than differences in the leachate generated from the disposal of MSW, HSW and their codisposal during a period of 60 days of experimental cells operation.

O tratamento e o destino final dos resíduos sólidos de serviços de saúde são assuntos que têm gerado controvérsias no tocante às alternativas tecnológicas disponíveis e aos riscos para a saúde pública e ao meio ambiente. O presente trabalho consistiu na caracterização físico-química e toxicológica de lixiviados de resíduos de serviços de saúde e de lixo domiciliar coletados pela Companhia Municipal de Limpeza Urbana (COMLURB) na cidade do Rio de Janeiro e teve por objetivo subsidiar a discussão com relação à questão da necessidade de tratamento e disposição final diferenciada para os resíduos de serviços de saúde. Os resultados obtidos ilustram uma biodegradabilidade não tão elevada dos lixiviados das Células experimentais C1, C2 e C3, onde C1 contém 100% de RSD, C2 100% de RSS e C3 98% de RSD em mistura com 2% de RSS. Percolados oriundos de aterros sanitários novos se caracterizam nomalmente por valores elevados de biodegradabilidade. No entanto, os resultados mostram um baixo nível de biodegradabilidade dos lixiviados das Células experimentais C1, C2 e C3. Os parâmetros físico-químicos analisados indicam que os microorganismos encontram-se ainda na fase de adaptação ao meio. Os resultados mostraram mais similaridades do que diferenças no lixiviado gerados da disposição de RSD, RSS e sua codisposição durante um período de 60 dias de operação das células experimentais. / The treatment and final disposal of hospital solid wastes have been subjects of controversies related to the available technological alternatives and to the risks to the environment and public health. The present work evaluates the physico-chemical and toxicological characterization of leachate of healthcare solid wastes (HSW) and municipal household solid wastes (MSW) collected by the municipal service of waste collection (Companhia Municipal de Limpeza Urbana COMLURB), in Rio de Janeiro city and the aim was to support the discussion about the need of a differential treatment and final disposal of hospital wastes. The solid wastes were disposed as follows: C1 contains 100% of MSW, C2 contains 100% of HSW and C3 contains 98% of USW mixed with 2% of de HSW. Leachates generated from new sanitary landfills are characterized by high levels of biodegradability. However, the results showed a low biodegradability level in the leachate from the experimental cells C1, C2 and C3. The physico-chemical results also indicate that microorganisms are still at the stage of adaptation to the environment. The results has shown more similarities than differences in the leachate generated from the disposal of MSW, HSW and their codisposal during a period of 60 days of experimental cells operation.