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

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

Dentre os compostos xenobióticos que podem vir a promover efeitos prejudiciais em ecossistemas aquáticos, os fármacos recebem atualmente maior destaque devido à capacidade de persistirem nestes ambientes e também pela escassez de informações de seus efeitos aos diferentes componentes da biota aquática. Dada a presença dessas substâncias, magnitude das concentrações (ng L-1 a μg L-1), e carência de informações sobre seus riscos aos organismos aquáticos nas águas doce no país, o presente estudo estabeleceu como objetivos: i) avaliar a presença dos compostos farmacológicos: diclofenaco de sódio (anti-inflamatório), paracetamol (analgésico) e propranolol (β- bloqueador) nas amostras de água em diferentes pontos selecionados no Reservatório de Guarapiranga-SP; ii) estabelecer o grau de toxicidade aguda destes compostos farmacológicos notoriamente encontrados nas amostras naturais sobre diferentes grupos de organismos aquáticos, como: Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia magna, Hydra viridissima e Dugesia tigrina; iii) Avaliar a toxicidade crônica dos fármacos estudados, com a inclusão do antipsicótico clorpromazina, aos cladóceros Ceriodaphnia silvestrii e Daphnia magna; iv) Analisar os efeitos sobre biomarcadores de neurotransmissão, como colinesterases solúveis (ChE); e de estresse e dano oxidativo, tais como catalase (CAT), glutationa-S-transferases (GSTs) e glutationa-peroxidase total e selêniodependente (GPx total e Se-GPx) na espécie D. magna. Os resultados mostraram que as concentrações dos fármacos variaram de 6,04 ng L-1 para o diclofenaco sódico (estação Santa Rita) a 531,4 ng L-1 para o paracetamol (estação Guavirutuba), durante os períodos analisados. Em relação aos resultados obtidos das exposições agudas observou-se uma variabilidade considerável na toxicidade dos dois compostos farmacêuticos estudados, com valores de CE50 e CL50 variando de 0,55 a 123,3 mg L-1, respectivamente, sendo que a espécie D. tigrina foi mais sensível ao fármaco diclofenaco sódico, e ao mesmo tempo apresentou uma maior tolerância ao propranolol. Os dados dos testes de toxicidade crônica mostraram a ocorrência de efeitos adversos na reprodução, mas também efeitos estimulantes para as espécies de Cladocera estudadas. O fármaco propranolol causou um aumento significativo na fecundidade e no parâmetro taxa de crescimento populacional ocorreu um aumento significativo na menor concentração testada para C. silvestrii. Para a espécie D. magna, a clorpromazina e o propranolol causaram uma diminuição significativa na fecundidade e na variável taxa de crescimento populacional. A exposição aos fármacos paracetamol e diclofenaco sódico causou uma inibição na atividade de ChE, Se-GPx e GPx total em D. magna, sendo que o propranolol foi responsável por uma redução significativa nas atividades das duas últimas enzimas mencionadas, e também por um ligeiro aumento na atividade de GSTs. Além disso, somente a atividade da CAT foi alterada de forma significativa na exposição à clorpromazina. Diante do exposto, conclui-se que os fármacos estudados causaram toxicidade aos organismos aquáticos avaliados neste estudo, e que há necessidade de maiores estudos visando integrar a avaliação de risco de fármacos e a proteção dos organismos não-alvo, da ameaça representada pela presença destes produtos no ambiente. / Among the xenobiotic compounds that may cause deleterious effects on aquatic ecosystems, the drugs currently receive greater prominence due to the ability to persist in these environments and also by the lack of information of their effects on different components of the aquatic biota. Given the presence of these, the magnitude of concentrations (ng L-1 to mg L-1), and lack of information about their risks for aquatic organisms in fresh waters in the country, this study has established the following objectives: i) to evaluate the presence of the pharmacutical compounds: diclofenac sodium (anti-inflammatory), paracetamol (analgesic) and propranolol (β-blocker) in water samples at different selected sites in Guarapiranga Reservoir -SP; ii) establish the degree of acute toxicity of these pharmacological compounds notoriously found in natural samples on different groups of aquatic organisms, such as: Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia magna, Hydra viridissima and Dugesia tigrina; iii) to assess the chronic toxicity of the drugs studied, with the inclusion of antipsychotic chlorpromazine to cladocerans Ceriodaphnia silvestrii and Daphnia magna; iv) analyze the effects on biomarkers of neurotransmission, such as soluble cholinesterase (ChE); and oxidative stress defense, such as catalase (CAT), glutathione S-transferases (GSTs) and total and selenium-dependent glutathione-peroxidase (total GPx; Se-GPx) in the species D. magna. The results showed that the concentrations of the drugs ranged from 6.04 ng L-1 for diclofenac (Santa Rita station) to 531.4 ng L-1 for paracetamol (Guavirutuba station) during the periods analyzed. Regarding the results obtained from acute exposures a considerable variability in toxicity of the two pharmaceutical compounds studied was observed, and the EC50 and LC50 values ranged from 0.55 to 123.3 mg L-1, and the species D. tigrina was more sensitive to the drug diclofenac, and at the same time had a higher tolerance to propranolol. The data from chronic toxicity tests showed the occurrence of adverse effects on reproduction, but also stimulating effects to the species of Cladocera studied. The drug propranolol caused a significant increase in fertility and regarding the rate of population growth parameter there was a significant increase in the lowest concentration tested for C. silvestrii. For the species D. magna, chlorpromazine and propranolol caused a significant decrease in fertility and the rate of population increase parameter. Exposure to the drugs paracetamol and diclofenac caused an overall inhibition in the activity of ChE, Se-GPx and total GPx in D. magna, and propranolol was responsible for a significant reduction in the activities of the last two enzymes mentioned, and also for a slight increase in the activity of GSTs. Furthermore, only CAT activity was significantly altered in the exposure to chlorpromazine. Given the above, it is concluded that the studied drugs caused toxicity to the aquatic organisms evaluated in this study, which suggests that further studies are necessary to integrate risk assessment of drugs to the protection of non-target organisms of the threat posed by the presence of these products in the environment.

Dentre os compostos xenobióticos que podem vir a promover efeitos prejudiciais em ecossistemas aquáticos, os fármacos recebem atualmente maior destaque devido à capacidade de persistirem nestes ambientes e também pela escassez de informações de seus efeitos aos diferentes componentes da biota aquática. Dada a presença dessas substâncias, magnitude das concentrações (ng L-1 a μg L-1), e carência de informações sobre seus riscos aos organismos aquáticos nas águas doce no país, o presente estudo estabeleceu como objetivos: i) avaliar a presença dos compostos farmacológicos: diclofenaco de sódio (anti-inflamatório), paracetamol (analgésico) e propranolol (β- bloqueador) nas amostras de água em diferentes pontos selecionados no Reservatório de Guarapiranga-SP; ii) estabelecer o grau de toxicidade aguda destes compostos farmacológicos notoriamente encontrados nas amostras naturais sobre diferentes grupos de organismos aquáticos, como: Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia magna, Hydra viridissima e Dugesia tigrina; iii) Avaliar a toxicidade crônica dos fármacos estudados, com a inclusão do antipsicótico clorpromazina, aos cladóceros Ceriodaphnia silvestrii e Daphnia magna; iv) Analisar os efeitos sobre biomarcadores de neurotransmissão, como colinesterases solúveis (ChE); e de estresse e dano oxidativo, tais como catalase (CAT), glutationa-S-transferases (GSTs) e glutationa-peroxidase total e selêniodependente (GPx total e Se-GPx) na espécie D. magna. Os resultados mostraram que as concentrações dos fármacos variaram de 6,04 ng L-1 para o diclofenaco sódico (estação Santa Rita) a 531,4 ng L-1 para o paracetamol (estação Guavirutuba), durante os períodos analisados. Em relação aos resultados obtidos das exposições agudas observou-se uma variabilidade considerável na toxicidade dos dois compostos farmacêuticos estudados, com valores de CE50 e CL50 variando de 0,55 a 123,3 mg L-1, respectivamente, sendo que a espécie D. tigrina foi mais sensível ao fármaco diclofenaco sódico, e ao mesmo tempo apresentou uma maior tolerância ao propranolol. Os dados dos testes de toxicidade crônica mostraram a ocorrência de efeitos adversos na reprodução, mas também efeitos estimulantes para as espécies de Cladocera estudadas. O fármaco propranolol causou um aumento significativo na fecundidade e no parâmetro taxa de crescimento populacional ocorreu um aumento significativo na menor concentração testada para C. silvestrii. Para a espécie D. magna, a clorpromazina e o propranolol causaram uma diminuição significativa na fecundidade e na variável taxa de crescimento populacional. A exposição aos fármacos paracetamol e diclofenaco sódico causou uma inibição na atividade de ChE, Se-GPx e GPx total em D. magna, sendo que o propranolol foi responsável por uma redução significativa nas atividades das duas últimas enzimas mencionadas, e também por um ligeiro aumento na atividade de GSTs. Além disso, somente a atividade da CAT foi alterada de forma significativa na exposição à clorpromazina. Diante do exposto, conclui-se que os fármacos estudados causaram toxicidade aos organismos aquáticos avaliados neste estudo, e que há necessidade de maiores estudos visando integrar a avaliação de risco de fármacos e a proteção dos organismos não-alvo, da ameaça representada pela presença destes produtos no ambiente. / Among the xenobiotic compounds that may cause deleterious effects on aquatic ecosystems, the drugs currently receive greater prominence due to the ability to persist in these environments and also by the lack of information of their effects on different components of the aquatic biota. Given the presence of these, the magnitude of concentrations (ng L-1 to mg L-1), and lack of information about their risks for aquatic organisms in fresh waters in the country, this study has established the following objectives: i) to evaluate the presence of the pharmacutical compounds: diclofenac sodium (anti-inflammatory), paracetamol (analgesic) and propranolol (β-blocker) in water samples at different selected sites in Guarapiranga Reservoir -SP; ii) establish the degree of acute toxicity of these pharmacological compounds notoriously found in natural samples on different groups of aquatic organisms, such as: Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia magna, Hydra viridissima and Dugesia tigrina; iii) to assess the chronic toxicity of the drugs studied, with the inclusion of antipsychotic chlorpromazine to cladocerans Ceriodaphnia silvestrii and Daphnia magna; iv) analyze the effects on biomarkers of neurotransmission, such as soluble cholinesterase (ChE); and oxidative stress defense, such as catalase (CAT), glutathione S-transferases (GSTs) and total and selenium-dependent glutathione-peroxidase (total GPx; Se-GPx) in the species D. magna. The results showed that the concentrations of the drugs ranged from 6.04 ng L-1 for diclofenac (Santa Rita station) to 531.4 ng L-1 for paracetamol (Guavirutuba station) during the periods analyzed. Regarding the results obtained from acute exposures a considerable variability in toxicity of the two pharmaceutical compounds studied was observed, and the EC50 and LC50 values ranged from 0.55 to 123.3 mg L-1, and the species D. tigrina was more sensitive to the drug diclofenac, and at the same time had a higher tolerance to propranolol. The data from chronic toxicity tests showed the occurrence of adverse effects on reproduction, but also stimulating effects to the species of Cladocera studied. The drug propranolol caused a significant increase in fertility and regarding the rate of population growth parameter there was a significant increase in the lowest concentration tested for C. silvestrii. For the species D. magna, chlorpromazine and propranolol caused a significant decrease in fertility and the rate of population increase parameter. Exposure to the drugs paracetamol and diclofenac caused an overall inhibition in the activity of ChE, Se-GPx and total GPx in D. magna, and propranolol was responsible for a significant reduction in the activities of the last two enzymes mentioned, and also for a slight increase in the activity of GSTs. Furthermore, only CAT activity was significantly altered in the exposure to chlorpromazine. Given the above, it is concluded that the studied drugs caused toxicity to the aquatic organisms evaluated in this study, which suggests that further studies are necessary to integrate risk assessment of drugs to the protection of non-target organisms of the threat posed by the presence of these products in the environment.

Metallic nanoparticles (MetNPs) with unique nanoscale properties, including novel optical behavior and superparamagnetism, are continually being developed for biomedical and industrial applications. In certain biomedical applications where extended blood half-lives are required, MetNPs are surface-functionalized using polymers, proteins, and other stabilizing agents to facilitate their resistance to salt-induced aggregation. Given their colloidal stability in high ionic-strength matrices, functionalized MetNPs are anticipated to be persistent aquatic contaminants. Despite their potential environmental significance, the persistence of surface- functionalized MetNPs as individually-stabilized nanoparticles in aquatic environments is largely unknown. Further, few studies have investigated the fundamental factors that influence MetNP uptake and fate/transport processes in ecologically susceptible aquatic biota, such as filter- feeding bivalves, which ingest and accumulate a broad range of dissolved- and particulate-phase contaminants. The present study describes a comprehensive approach to prepare and rigorously characterize MetNP test suspensions to facilitate fundamental examinations of nanoparticle uptake and fate/transport processes in freshwater and marine bivalves. We demonstrate the importance of accurately characterizing test suspensions in order to better understand MetNP persistence as individually-stabilized nanoparticles within aquatic test media, and define an optical-activity metric suitable for quantifying and comparing the persistence of variable MetNP formulations as National Nanotechnology Initiative (NNI) definable nanoscale materials. We also show that individually-stabilized MetNPs of variable elemental composition, particle diameter, and surface coating are accessible to bivalves in both freshwater and marine environments. Clearance rates for MetNPs are positively related to the diameter and initial concentration of MetNP suspensions. The observed size-dependence of particle filtration rates facilitates ‘size-selective biopurification' of particle suspensions with nanoscale resolution, and may have applicability in future sustainable nanomanufacturing processes. Filtered MetNPs are retained for extended periods post-exposure primarily within the bivalve digestive tract and digestive gland, but migration to other organ systems was not observed. Clusters of MetNPs were recovered in concentrated form from excreted feces, suggesting that biotransformation and biodeposition processes will play an important role in transferring MetNPs from the water column to benthic environments. / Ph. D.