Ecotoxicology of Nano-TiO2 An Evaluation of its Toxicity to Organisms of Aquatic Ecosystems

The production and use of synthetic nanoparticles is growing rapidly, and therefore the presence of these materials in the environment seems inevitable. Titanium dioxide (TiO2) presents various possible uses in industry, cosmetics, and even in the treatment of contaminated environments. Studies about the potential ecotoxicological risks of TiO2 nanoparticles (nano-TiO2) have been published but their results are still inconclusive. It should be noted that the properties of the diverse nano-TiO2 must be considered in order to establish experimental models to study their toxicity to environmentally relevant species. Moreover, the lack of descriptions and characterization of nanoparticles, as well as differences in the experimental conditions employed, have been a compromising factor in the comparison of results obtained in various studies. Therefore, the purpose of this paper is to make a simple review of the principal properties of TiO2, especially in nanoparticulate form, which should be considered in aquatic toxicology studies, and a compilation of the works that have been published on the subject.

Sediment toxicity assessment of Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil.

Guanabara Bay (GB) comprises of estuarine and marine environments of high ecological and socio-economic relevance, together with port, industrial and urban areas. The anthropogenic activities produce environmental impacts, including the aquatic pollution. The sediment quality assessment is important to evaluate the effects of contamination, once sediments are a repository for most of the contaminants. In this Study, the quality of sediments from GB was evaluated, in rainy and dry periods, throughout the employment of acute toxicity tests with the amphipod Tiburonella viscana, and chronic bioassays with embryos of the sea-urchin Lytechinus variegatus. In the dry period, acute toxicity was found in the sediments from stations 1, 2 3 (NW) and 7 (near Guapimirim Environmental Protection Area). The bioassays with liquid phases showed effects, but were strongly influenced by the unionized ammonia levels, which were high in this period. In the rainy period, acute toxicity was found in sediments samples from stations 1, 2, 3, 6, 8, 10, 11, 12 and 15. Chronic toxicity could be clearly detected, as ammonia concentrations tended to be low in the most part of the samples. The results showed that the sediment toxicity is influenced by precipitation rates, which increase the input of contaminants to the Bay, and also allowed subdividing GB in three main zones: northwest (stations 1, 2, 3, 5), northeast (stations 6, 7, 8, 9) and centre-south (stations 10, 11, 12, 13, 14, 15). Results also showed that the quality of GB sediments is poor, and that toxicity tests could determine the combined effects of pollutants.

A simple approach to integrate the ecotoxicological and chemical data for the establishment of environmental risk levels

O presente trabalho utilizou métodos multivariados e matemáticos para integrar dados químicos e ecotoxicológicos obtidos para o Sistema Estuarino de Santos e para a região próxima à zona de lançamento do emissário submarino de Santos, com a finalidade de estabelecer com maior exatidão os riscos ambientais, e assim identificar áreas prioritárias e orientar programas de controle e políticas públicas. Para ambos os conjuntos de dados, as violações de valores numéricos de qualidade de sedimento tenderam a estar associadas com a ocorrência de toxicidade. Para o estuário, essa tendência foi corroborada pelas correlações entre a toxicidade e as concentrações de HPAs e Cu, enquanto para a região do emissário, pela correlação entre toxicidade e conteúdo de mercúrio no sedimento. Valores normalizados em relação às medias foram calculados para cada amostra, permitindo classificá-las de acordo com a toxicidade e a contaminação. As análises de agrupamento confirmaram os resultados das classificações. Para os dados de sistema estuarino, houve a separação das amostras em três categorias: as estações SSV-2, SSV-3 e SSV-4 encontram-se sob maior risco, seguidas da estação SSV-6. As estações SSV-1 e SSV-5 demonstraram melhores condições. Já em relação ao emissário, as amostras 1 e 2 apresentaram melhores condições, enquanto a estação 5 pareceu apresentar um maior risco, seguida das estações 3 e 4 que tiveram apenas alguns indícios de alteração.

Acute and chronic toxicity of sediment samples from Guanabara Bay (RJ) during the rainy period

A Baía de Guanabara é um ambiente marinho-estuarino de grande relevância ecológica e sócio-econômica, e sujeita a uma ampla gama de impactos ambientais. O sedimento é o principal destino para a maioria das substâncias introduzidas nos corpos d'água, podendo fornecer uma medida integrada da qualidade ambiental, a qual pode ser avaliada por várias abordagens. Neste projeto, a qualidade de sedimentos da Baía de Guanabara foi por uma abordagem ecotoxicológica, por meio de testes de toxicidade aguda de sedimento integral, utilizando Tiburonella viscana, e testes de toxicidade crônica de água intersticial, elutriato e interface sedimento-água, utilizando embriões de Lytechinus variegatus. Os sedimentos foram coletados em 14 estações de amostragem. Nos testes crônicos houve efeitos significativos na maioria das amostras, enquanto os sedimentos coletados nas estações 1, 2, 3, 6, 8, 10, 11, 12 e 15 apresentaram também toxicidade aguda. Houve grande concordância entre os resultados dos diferentes testes, e sua integração mostrou que os sedimentos analisados encontram-se inadequados à vida aquática, indicando degradação ambiental na baía da Guanabara. Nesse contexto, o controle das fontes poluidoras e o gerenciamento dos múltiplos usos da baía devem ser implementados, no sentido da melhora da qualidade ambiental.

ACUTE TOXICITY of SODIUM SELENITE and SODIUM SELENATE TO TILAPIA, Oreochromis niloticus, FINGERLINGS

Selenium is an essential nutrient for many organisms, including fish. It can be released in the water by natural processes of dissolving rocks and minerals, and by the wastewater from industries and agricultural activities, which can increase its concentration in the environment, leading to toxic effects to the aquatic biota. Median Lethal Concentrations (LC(50-96h)) of two forms of selenium were estimated to fingerlings of Nile tilapia Oreochromis niloticus, focusing on estimating indicators for future environmental risk assessments in aquatic ecosystems contaminated with those elements, particularly for evaluate sources of water quality suitable for rearing tilapia. The results were: LC(50-96h) of sodium selenite (Na(2)SeO(3)) = 4.42 mg Se(4+) L(-1), and LC(50-96h) of sodium selenate (Na(2)SeO(4)) = 14,67 mg Se(6+) L(-1). According to those data, it was possible to classify sodium selenite as highly toxic and sodium selenate as moderately toxic to fingerlings of tilapia.