Combined effects of chemical and natural stressors to soil organisms and plants

Nas últimas décadas, a Terra tem experimentado um aquecimento global e mudanças nos padrões de precipitação. Muitos estudos sobre a avaliação de risco de agrotóxicos em organismos não-alvo foram realizados com base em protocolos padronizados, com condições abióticas controladas. Mas, em campo, os organismos são expostos a flutuações de vários fatores ambientais, bem como a poluentes, que podem alterar os limites de tolerância dos organismos aos stressores naturais, bem como alterar a toxicidade ou biodisponibilidade do químico em causa. Considerando isso, o principal objetivo deste trabalho foi o de avaliar de que modo e em que medida os fatores ambientais (temperatura, humidade do solo e radiação UV) podem interagir uns com os outros ou afetar a toxicidade do carbaril para invertebrados do solo e plantas. Para isso, foram utilizadas quatro espécies padrão: Folsomia candida, Eisenia andrei, Triticum aestivum e Brassica rapa, e simulados diferentes cenários climáticos, com vários parâmetros letais e subletais analisados. A exposição combinada foi analisada utilizando, quando possível, a ferramenta MIXTOX, com base no modelo de referência de acção independente (IA) e possíveis desvios, assim como rácios sinergísticos/antagonísticos (a partir de valores de EC50/LC50), quando a dose-resposta de um dos stressores não foi obtida. Todos os fatores de stress aplicados isoladamente causaram efeitos significativos sobre as espécies testadas e sua exposição combinada com carbaril, apresentaram respostas diferenciadas: para as minhocas, a seca e temperaturas elevadas aumentaram os efeitos deletérios do carbaril (sinergismo), enquanto o alagamento e temperaturas baixas diminuíram sua toxicidade (antagonismo). Para os colêmbolos, o modelo IA mostrou ser uma boa ferramenta para prever a toxicidade do carbaril tanto para temperaturas altas como para as baixas. Para as duas espécies de plantas foram encontradas diferenças significativas entre elas: em termos gerais, as interações entre carbaril e os stressores naturais foram observadas, com sinergismo aparecendo como o padrão principal relacionado com a radiação UV, solos secos e temperaturas elevadas, enquanto o padrão principal relacionado com temperaturas baixas e stress de alagamento foi o antagonismo. Quando os efeitos de dois stressores naturais (radiação UV e humidade do solo) em plantas foram avaliados, uma interação significativa foi encontrada: a seca aliviou o efeito deletério da radiação UV em T. aestivum e o alagamento aumentou os seus efeitos, mas para B. rapa a adição de ambos os stresses de água causou um aumento (sinergismo) dos efeitos deletérios da radiação UV para todos os parâmetros avaliados. Portanto é necessário que as diferenças sazonais e latitudinais, bem como as mudanças climáticas globais, sejam integradas na avaliação de risco de contaminantes do solo.

Survival, Pb-uptake and behaviour of three species of earthworm in Pb treated soils determined using an OECD-style toxicity test and a soil avoidance test

Mature (clitellate) Eisenia andrei Bouche (ultra epigeic), Lumbricus rubellus Hoffmeister (epigeic), and Aporrectodea caliginosa (Savigny) (endogeic) earthworms were placed in soils treated with Pb(NO3)(2) to have concentrations in the range 1000 to 10 000 mg Pb kg(-1). After 28 days LC50(-95%confidence limit) (+95%confidence limit) values were E. andrei 5824(-361)(+898) mg Pb kg(-1), L. rubellus 2867(-193)(+145) mg Pb kg(-1) and A. caliginosa 2747(-304)(+239) mg Pb kg(-1) and EC50s for weight change were E. andrei 2841(-68)(+150) Pb kg(-1), L. rubellus 1303(-201)(+204) mg Pb kg(-1) and A. caliginosa 1208(-206)(+212) Mg Pb kg(-1). At any given soil Pb concentration, Pb tissue concentrations after 28 days were the same for all three earthworm species. In a soil avoidance test there was no difference between the behaviour of the different species. The lower sensitivity to Pb exhibited by E. andrei is most likely due to physiological adaptations associated with the modes of life of the earthworms, and could have serious implications for the use of this earthworm as the species of choice in standard toxicological testing. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Biodegradation and toxicological evaluation of lubricant oils

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação ecotoxicogenética da torta de filtro, obtido do beneficiamento da cana-de-açúcar, antes e após processo de biodegradação

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação toxicológica durante a biodegradação de óleos e biodiesel

Atividades relacionadas com a extração do petróleo, bem como as atividades derivadas envolvem grandes riscos, que podem ser ambientais ou à saúde humana. Podem ser de forma direta, como os derramamentos, ou indireta, como resíduos gerados pela sua utilização, poluindo ar, corpos d’água e solos. A biorremediação consiste na utilização de microrganismos tais como as bactérias, fungos filamentosos e leveduras para remediar um ambiente contaminado, transformando os compostos em algo pouco tóxico ou sem nenhuma toxicidade. A ciência que estuda os efeitos tóxicos nos organismos e no ambiente se chama toxicologia. Por isso existe uma íntima ligação entre essas duas ciências. O presente projeto tem como objetivo estudar a toxicidade de óleos lubrificantes automotivos (mineral novo, sintético novo e usado), óleos vegetais (novo e usado) e biodiesel durante sua biodegradação em ambiente terrestre. Análises descritivas e comparativas são as bases para o estudo e compreensão da biodegradação dos contaminantes aqui citados. Os testes toxicológicos darão uma idéia de biodegradação dos diferentes contaminantes no solo. Para os testes de toxicidade serão utilizadas sementes de Eruca sativa (rúcula), sementes de Lactuca sativa (alface) e Eisenia andrei (minhoca). Após 180 dias de biodegradação dos compostos pôde-se concluir que o óleo lubrificante sintético é o mais biodegradável e os demais contaminantes necessitam de tempo de biodegradação superior a 6 meses para que sua toxicidade fique baixa.

Growth and reproduction of earthworm in organic waste mixtures and effects on chemical and microbial properties of vermicompost

There is a large demand for organic fertilizers in organic agriculture, but few options for different wastes have been studied. The aim of the present work was to evaluate the biological responses of earthworms Eisenia andrei Bouche in wastes composed of cattle manure, peanut husk and spent coffee grounds, as well as to analyze the effect of earthworms on the microbial density and chemical properties of the vermicompost. Four treatments were employed, H1: cattle manure (100%), H2: cattle manure (75%) + peanut husk (25%), H3: cattle manure (75%) + spent coffee grounds (25%), H4: cattle manure (50%) + spent coffee ground (25%) + peanut husk (25%), with six replicates in a completely randomized design. The addition of spent coffee grounds to the manure increased the total biomass and indicated a rising trend in the production of cocoons, while the peanut husk apparently did not affect these variables. The CFU of bacteria and fungi were affected by the treatments at the beginning and end of the experiment and by the earthworms during the waste transformation. The evaluated organic waste mixtures differently affected the growth and reproduction of earthworms and chemical and biological properties of humus.

Integrated ecological risk assessment of pesticides in tropical ecosystems: A case study with carbofuran in Brazil

The aim of the present study is to contribute an ecologically relevant assessment of the ecotoxicological effects of pesticide applications in agricultural areas in the tropics, using an integrated approach with information gathered from soil and aquatic compartments. Carbofuran, an insecticide/nematicide used widely on sugarcane crops, was selected as a model substance. To evaluate the toxic effects of pesticide spraying for soil biota, as well as the potential indirect effects on aquatic biota resulting from surface runoff and/or leaching, field and laboratory (using a cost-effective simulator of pesticide applications) trials were performed. Standard ecotoxicological tests were performed with soil (Eisenia andrei, Folsomia candida, and Enchytraeus crypticus) and aquatic (Ceriodaphnia silvestrii) organisms, using serial dilutions of soil, eluate, leachate, and runoff samples. Among soil organisms, sensitivity was found to be E. crypticus < E. andrei < F. candida. Among the aqueous extracts, mortality of C. silvestrii was extreme in runoff samples, whereas eluates were by far the least toxic samples. A generally higher toxicity was found in the bioassays performed with samples from the field trial, indicating the need for improvements in the laboratory simulator. However, the tool developed proved to be valuable in evaluating the toxic effects of pesticide spraying in soils and the potential risks for aquatic compartments. Environ. Toxicol. Chem. 2012;31:437-445. (C) 2011 SETAC

Effetti della Salinizzazione sugli Invertebrati del suolo

Lo scopo di questa tesi è quello di valutare l'effetto della salinizzazione dei suoli sugli invertebrati edafici. Nell'ambito di questo obiettivo generale sono state effettuate due distinte attività di ricerca: una indagine sul campo e una serie di esperimenti di laboratorio. Lo studio sul campo è stato condotto nella Pineta di San Vitale (Ravenna, Italia). L'obiettivo specifico è stato quello di valutare la qualità biologica dei suoli attraverso l'analisi del popolamento dei microartropodi edafici, in relazione alla diversità del suolo e in particolare alla salinizzazione. La qualità biologica dei suoli è stata valutata mediante l'indice QBS-ar. La Pineta è stata campionata nella zona Est, più colpita da intrusione salina e nella zona Ovest dove questo fenomeno è meno evidente. I campionamenti sono stati effettuati in primavera ed estate. I risultati confermano che le caratteristiche chimico-fisiche si modificano in base al gradiente sommità dunali-depressioni interdunali. Per quanto riguarda il popolamento dei microartropodi alcune caratteristiche sono comuni alla maggior parte delle stazioni con lo stesso pedotipo. Non è stato evidenziato alcuno stress sui popolamenti attribuibule alla salinizzazione. Nel complesso, i valori di QBS-ar sono piuttosto elevati. Gli esperimenti di laboratorio sono stati finalizzata alla valutazione degli effetti combinati della salinità del suolo e della contaminazione da pesticidi (chlorpyrifos) sul lombrico Eisenia andrei. Nel complesso, i risultati indicano che effetti avversi sui lombrichi sono possibili a livelli di salinizzazione dei suoli ancora compatibili a concentrazioni di chlorpyrifos che sono piuttosto alte in confronto con i tipici risultati di campo, ma ancora compatibili con l'uso consigliato.

Efecto del glifosato en la morfologia del tubo dogestivo y en la actividad acetilcolinesterasa de la lombriz Eisenia fetida

[EUS] Gaur egun produktu kimiko ugari erabiltzen dira nekazaritzaren produktibitatea emendatzeko eta modu honetan nekazaritza-produktuen etekin eta kalitatea hobetzeko asmoz. Hala ere, produktu kimiko hauek ekosisteman izan ditzaketen hilgarriak ez diren eraginak askotan ez dira kontuan hartzen. Azken urteotan osagai aktibo gisa glifosatoa duten herbiziden erabilera emendatu da. Lan honetan, glifosatoak ingurunean sor ditzakeen eraginak ikertu nahi izan dira, lurzoruan oso ugaria den Eisenia fetida zizarea adierazle biologiko gisa erabiliz. Esperimentuan 10 indibiduo helduz osaturiko 4 populazio erabili ziren, zeinak 14 egunez tratamendu desberdinetan ezarri ziren (kontrola, 50, 500 eta 5000 mg glifosato/Kg lur lehor). Glifosato kontzentrazio desberdinek ez zuten zizareen hilkortasunean edo pisuaren aldaketan eraginik izan. Hala ere, digestio-hodiaren epitelioaren morfologian eta azetilkolinesterasaren jardueran aldaketak behatu ziren. Glifosato kontzentrazio baxueneko ontziko zizareetan digestio-hodiko epitelioaren altueraren uniformetasun falta behatu zen, glifosato kontzentrazio ertaineko ontziko zizareetan orokorrean epitelioaren altuera txikiagoa zen, eta glifosato kontzentrazio handieneko ontziko zizareetan digestio-hodien borobiltasuna eta epitelioaren jarraitasuna galdu zen. Azetilkolinesterasaren jardueraren murrizpena behatu zen glifosatodun lurretan egondako zizareetan. Esperimentu honetan erabilitako glifosato kontzentrazioek zizareengan hilgarriak ez diren aldaketak sortzen dituzte, aztertutako biomarkatzaileak etorkizuneko ekotoxikologia testetan erabilgarriak izan daitezkeelarik.