Ecophysiological perspectives of blue-green algal blooms

Blue-green algae (cyanobacteria) have had a profound and unparalled impact on the aquatic environment because of the phenomenon of bloom formation. In many countries, water management is threatened with extensive and persistent noxious blooms of blue-green algae in surface and near-surface mesotrophic and eutrophic waters. In view of this, ecological and physiological factors responsible for blue-green algal dominance are discussed. The implications of cyanobacterial blooms are highlighted and recommendations made to combat this menace

Environmental hazards to small scale fisheries resources management in Nigeria

This paper examined the environmental hazards limiting sustainable small-scale fisheries development in Nigeria. Observation has showed that hazards range from pollution of the aquatic habitats by domestic and urban sewage and garbage, agro-chemicals, industrial pollutants, crude oil spillage etc. In an attempt to maximize catch, many migrant and part-time fisher folks indulge in highly destructive and obnoxious fishing practices with adverse impact on fisheries resources. These have constituted significant environmental hazards. Discharges of waste from aquacultural practices in to rivers and lakes have also been identified as sources of environmental hazards. Some aquatic weeds such as water hyacinth are sources of hazards. The effects of environmental hazards on small-scale fisheries resources may be direct arising from the toxicity of pollutants or indirect as a result of ecosystem modification. Some of the effects of pollutants on the aquatic environment and fish have been discussed in the paper

Strategic partnership of stakeholders: a veritable tool for sustainable fishery resources in Nigeria

Fishery resources are very important resource from the aquatic environment to the Nigerian economy. Stakeholders involvement in its management is highly important therefore, this paper proposes two frameworks against which sustainable fishery should be based, vis-a-vis stakeholders participation. The paper showed that decision-making involving stakeholders would enhance the goals of sustainable fishery development and create unity of purpose among various stakeholders

The Freshwater Biological Association at Wray Castle: Recollections of its first director

In 1937 the Development Commission provided an annual grant to the Freshwater Biological Association to pay for a director and secretary. The author moved to the Lake District in the same year, and at that time T.T. Macan was working on invertebrates; K.R. Allen on fish; C.H. Mortimer on chemistry and physics of the aquatic environment, and Marie Rosenberg on phytoplankton. They were backed by George Thompson as laboratory assistant and Rosa Bullen as secretary. The work of the Association continued and expanded throughout the Second World War with some far-reached discoveries made. For example, the recovery of lake sediment cores and the examination of diatom remains, so starting the discipline of archaeo-limnology. Also, a hydrological survey of the Windermere catchment area found significant traces of sulphuric acid in rain gauges. This was more than 30 years before "acid rain" became fashionable.

Environmental variables and fisheries diversity of the Naaf River Estuary, Bangladesh

The Naaf River estuary is one of the large estuaries in the Bangladesh coastal region not to have been affected by extensive human disturbance. This research provides information about the fisheries diversity status by Estuarine Set Bag Net (ESBN) sampling relation to physicochemical variables in both spatio-temporal scales. About 25 km of the lower estuary was divided into six zones for sample collection by considering the accessibility and availability of the ESBN operation, fish landing centers and location of the fishing villages. In total 48 samples have been analyzed which were taken throughout March to October 2006. To quantify the species diversity, all fisheries data were analyzed by using EstimateS and EcoSim software which accounts the different diversity indices viz., species richness, Shannon–Wiener diversity Index, Dominance and Evenness index. The research results demonstrate that the Naaf River estuary is a habitat of 161 (species richness, Sobs=161, Choa 1=162±2.34, ACE=161.73) different species which belong to 98 fin fishes, 23 shrimps and prawns,13 crabs, 11 molluscs, 3 echinoderms, 4 other crustaceans;while 9 remain unidentified. Results on the aquatic environment,mainly salinity and turbidity were found to have a major influence on their occurrence and distribution. All the findings indicated that the Naaf River estuary is a highly productive system and provides a favourable environment for large variety of estuarine species assemblages.

Different patterns of uptake and depuration of cadmium by periphyton community and a grazer species (Physa sp.): A mesocosm evalution

Widespread pollution by heavy metals generated by various industries has serious adverse effects on human health and the environment. Cadmium is a heavy metal recognised as one of the most hazardous environmental pollutants. It is a non-essential and non-beneficial element to organisms, causing toxicity and other deleterious effects on various components of the aquatic environment. The ability of algal periphyton to concentrate cadmium from fresh water is well known. Moreover, periphyton communities are able to accumulate large amounts of cadmium despite its low concentration in fresh water. Many researchers use algal periphyton as an indicator of water quality in aquatic environments. In the present study, the authors ask two basic questions: Does cadmium accumulate along a food chain consisting of the periphyton community and a grazer species (Physa sp.) under semi-natural conditions provided by artificial streams? If not, which one can better indicate the water quality?

Estudo comparativo da sensibilidade de dois organismos expostos a efluentes líquidos.

Tendo em vista a multiplicidade das ações causada pela interação dos agentes químicos com possíveis danos a biota pelos efluentes, a estratégia mais eficiente é o uso integrado de análises físicas, químicas e ecotóxicológicas para avaliação e previsão do risco ambiental. Nesse sentido, ensaios ecotoxicológicos são importantes meios de monitoramento ambiental a fim de se preservar o meio aquático. Um dos objetivos principais do trabalho foi implementar o método de ensaio com Daphnia similis de acordo com a ABNT NBR 12713: 2009. Além disso, objetivou-se avaliar a sensibilidade relativa de dois organismos-testes (Daphnia similis e Danio rerio) a efluentes de diversas indústrias tais como: alimentícia, bebidas, farmacêutica, papel, petroquímica, efluente proveniente de decapagem de metais, e chorume proveniente de três aterros diferentes (São Paulo, Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul) avaliando os resultados físico-químicos e os limites das legislações vigentes no Rio de Janeiro (NT 213, NT 202 e DZ 205). Dessa forma, pretende-se observar se os limites estabelecidos são suficientes para não conferir ecotoxicidade aguda ao corpo hídrico. Os efluentes tratados da indústria alimentícia, de bebidas, de papel e farmacêutica não apresentaram ecotoxicidade aguda nem a Daphnia similis nem ao Danio rerio. Já o ensaio com o efluente proveniente da decapagem de metais, apresentou-se muito tóxico aos dois organismos, sendo CL(I)50;48h igual 39,99% e CE(I)50;48h igual a 11,87%, respectivamente. Com relação aos efluentes da indústria petroquímica A, foi detectada ecotoxicidade mesmo estando todos os seus parâmetros analisados de acordo com as legislações vigentes. Já os efluentes provenientes de aterro sanitário, o chorume oriundo de aterro da região metropolitana de São Paulo, em geral, apresentou-se como sendo o mais tóxico dos três aterros sanitários. E o chorume tratado oriundo do aterro do Rio Grande do Sul, demonstrou-se ser o menos tóxico dos três, principalmente com relação à Daphnia similis. De modo geral, todos os efluentes que se encontraram dentro dos limites da legislação (DZ 205 e NT 202), não apresentaram ecotoxicidade aos organismos em estudo.

Mechanisms of Toxicity of Ag Nanoparticles in Comparison to Bulk and Ionic Ag on Mussel Hemocytes and Gill Cells

Silver nanoparticles (Ag NPs) are increasingly used in many products and are expected to end up in the aquatic environment. Mussels have been proposed as marine model species to evaluate NP toxicity in vitro. The objective of this work was to assess the mechanisms of toxicity of Ag NPs on mussel hemocytes and gill cells, in comparison to ionic and bulk Ag. Firstly, cytotoxicity of commercial and maltose stabilized Ag NPs was screened in parallel with the ionic and bulk forms at a wide range of concentrations in isolated mussel cells using cell viability assays. Toxicity of maltose alone was also tested. LC50 values were calculated and the most toxic Ag NPs tested were selected for a second step where sublethal concentrations of each Ag form were tested using a wide array of mechanistic tests in both cell types. Maltose-stabilized Ag NPs showed size-dependent cytotoxicity, smaller (20 nm) NPs being more toxic than larger (40 and 100 nm) NPs. Maltose alone provoked minor effects on cell viability. Ionic Ag was the most cytotoxic Ag form tested whereas bulk Ag showed similar cytotoxicity to the commercial Ag NPs. Main mechanisms of action of Ag NPs involved oxidative stress and genotoxicity in the two cell types, activation of lysosomal AcP activity, disruption of actin cytoskeleton and stimulation of phagocytosis in hemocytes and increase of MXR transport activity and inhibition of Na-K-ATPase in gill cells. Similar effects were observed after exposure to ionic and bulk Ag in the two cell types, although generally effects were more marked for the ionic form. In conclusion, results suggest that most observed responses were due at least in part to dissolved Ag.

Quantificação e avaliação da biodisponibilidade de metais em sedimentos na Baía da Ribeira RJ

A toxicidade dos metais em ambientes aquáticos está relacionada à sua biodisponibilidade e esta, por sua vez, pode ser influenciada por diversos fatores. As características do sedimento fazem dele um importante compartimento para avaliação do nível de contaminação no ambiente aquático. A presente pesquisa teve por objetivo quantificar e avaliar a biodisponibilidade de metais em sedimentos da baía da Ribeira. Nessa região, encontram-se os bairros mais populosos de Angra dos Reis RJ. Essa baía está localizada na parte nordeste da baía da Ilha Grande, que consiste de um espaço pesqueiro, turístico e de importante valor econômico e industrial. Foram coletados 12 sedimentos na baía da Ribeira e determinados os teores dos metais Al, Cu, Cd , Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn, através da extração com água régia (protocolo BCR-701), e o potencial de toxicidade dos metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn pelo método de extração dos sulfetos voláteis em meio ácido e quantificação dos metais extraídos simultaneamente (em inglês Acid Volatile Sulfide and Simultaneously Extracted Metal, AVS/SEM). Também foram efetuadas medidas de pH, potencial redox (Eh), carbono orgânico, fósforo total e granulometria. Através desses dados, foi possível estudar correlações entre essas variáveis. As concentrações de cada metal são similares nas diferentes localizações dos sedimentos e não apresentam significativas diferenças com relação a estudos reportados para a área, com exceção do Pb que apresentou a mais alta concentração já reportada. Os valores de SEM/AVS (entre 0,02 e 0,2) menores que 1, indicam que há quantidade de sulfetos suficiente para o aprisionamento dos metais investigados. As correlações obtidas através da Análise dos Componentes Principais demonstram relação direta entre as concentrações da maioria dos metais extraídos por água-régia (Ni, Fe, Cr, Cu, Zn); entre os metais Mn, Pb, Al e o fósforo total; entre os teores de matéria orgânica, carbono orgânico total, fósforo total com as frações finas de silte e argila com o Eh. Os resultados sugerem que a região não sofre influência significativa de fontes antrópicas em relação a metais e que, segundo o AVS/SEM, esses se encontram pouco disponíveis para o ambiente e, portanto, apresentam baixo potencial tóxico

Ocorrência e ecotoxicidade de desreguladores endócrinos químicos em ambientes aquáticos e em sistemas de tratamento de esgoto

A aplicabilidade de um método selecionado de medição indireta de vitelogenina (Vtg) em plasma sanguíneo de peixe, baseado na quantificação de fosfato álcali-lábil (alkali-labile phosphate-ALP) para acessar estrogenicidade em água, foi investigada na presente tese. O método foi originalmente desenvolvido para a espécie de peixe Carassius carassius (Carpa cruciana) e aplicado pela primeira vez na espécie Oreochromis niloticus (Tilápia do Nilo) no presente estudo. Com o objetivo de acessar a sensibilidade do método, em uma primeira etapa da investigação foram realizados estudos laboratoriais com soluções estoques de 17-ethinylestradiol (EE2), 17-estradiol (E2), e estrona (E1). Os efeitos destes hormônios foram investigados com base tanto na concentração quanto na carga, utilizando-se para tanto, unidades experimentais com volumes distintos (2 L e 130 L). Após a validação do método de ALP, a estrogenicidade foi avaliada nas seguintes águas contaminadas: (i) afluente e efluente de uma grande estação de tratamento de esgotos convencional (ETE) e de uma estação descentralizada de tratamento de esgoto de pequeno porte (Ecossistema Engenheirado-DEE); (ii) água superficial (SW) e água subterrânea (GW) coletadas em uma área de brejo contaminada com gasolina; (iii) água de uma lagoa urbana (LRF) da cidade do Rio de Janeiro, com alta densidade populacional e descarte clandestino de esgoto. Na segunda etapa foram analisados em microalgas os efeitos (outros que não disrupção endócrina) causados pelos hormônios EE2, E2 e E1. Os hormônios foram testados individualmente e em misturas, em culturas individuais e combinada (S+) das espécies de microalgas unicelulares P. subcapitata e D. subspicatus. Com base nos níveis de ALP para a espécie de peixe e no EC50 para as espécies de algas, os resultados mostraram que o EE2 e o E2 causaram disrupção endócrina superior e foram mais tóxicos do que o E1 para peixes e microalgas respectivamente. Quando em misturas (E+) de concentrações equivalentes (EE2:E2:E1), os estrogênios resultaram em efeito aditivo para as espécies O. niloticus e P. subcapitata, e menos que aditivo para D. subspicatus e cultivo misto de algas (S+). Culturas contendo ambas as espécies de algas (S+) por um longo período de exposição (96 h) resultaram na atenuação dos efeitos tóxicos causados pela exposição, tanto individual (EE2, E2 ou E1), quanto na mistura (E+) dos estrogênios, medidos em termos de EC50 (T0h 0,07; 0,09; 0,18; e 0,06 g mL-1; e T96h 1,29; 1,87; 5,58; e 4,61 g mL-1, respectivamente). O DEE apresentou uma maior eficiência na remoção dos disrutores endócrinos do que a ETE convencional. Foi detectada estrogenicidade em amostras da LRF, e de água SW e GW em área brejosa contaminada com gasolina. Os resultados dos ensaios sugerem que as interações (efeitos aditivos ou menos que aditivo) causadas pela mistura dos estrogênios assim como, as interações entre as espécies de algas afetaram o resultado final dos ensaios ecotoxicológicos. Um fator raramente abordado em estudos ecotoxicológicos que foi destacado na presente tese refere-se à importância de considerar não somente a concentração e a dosagem, mas também a carga aplicada e o volume das unidades experimentais. Devido à boa sensibilidade do O. niloticus quando exposto às concentrações relativamente baixas dos estrogênios, a combinação do método de ALP com os biomarcadores auxiliares (particularmente MN) pode ser um protocolo adequado para a detecção de estogenicidade e genotoxicidade respectivamente em diferentes ambiente aquáticos contaminados, como parte de um programa de monitoramento ambiental

Avaliação da presença de metilparabeno e propilparabeno no ambiente aquático e seus potenciais estrogênicos e a toxicidade aguda.

Atualmente no cenário mundial a qualidade da água tem gerado muitas preocupações, pois milhares de produtos sintéticos são produzidos para facilitar muitas práticas industriais, domésticas e pessoais e com isso diversas substâncias químicas utilizadas para esses fins são introduzidas no meio ambiente. Os parabenos são substâncias químicas utilizadas pelas indústrias farmacêuticas, de alimentos e cosméticos e que cuja função é a conservação, sendo que há muitos questionamentos em relação a sua segurança, pois alguns relatórios têm mostrado que a exposição a esses parabenos pode modular ou perturbar o sistema endócrino e com isso gerar consequências prejudiciais à saúde humana e aos ambientes aquáticos. Esse estudo teve como objetivo avaliar a presença dos Parabenos Metilparabeno e Propilparabeno no ambiente aquático e os seus potenciais estrogênicos e a toxicidade aguda. A metodologia se desenvolveu a partir do ensaio in vitro YES para a determinação da atividade estrogênica, ensaios de toxicidade aguda em Daphnia similis e em Aliivibrio fischeri e a quantificação dos parabenos na água do Rio Maracanã-RJ através da cromatografia líquida acoplada ao espectrômetro de massa. Os resultados obtidos para a CE50 dos MP e PP, a partir do ensaio in vitro YES, foi de 18,91 mgL-1 e 7 mgL-1 e a magnitude da resposta foi de 10-5 e 10-4 menos potente que 17ß-estradiol para o MP e o PP, respectivamente. A partir do ensaio de toxicidade aguda, os valores de CE50 obtidos em Daphnia similis, foi de 29,42 mgL-1 e 9,94 mgL-1e em Aliivibrio fischeri foi de 3,047 mgL-1 e 1,946 mgL-1, respectivamente, com isso observou-se que o PP é mais tóxicos em todos os organismos testados, sendo mais tóxicos para um e menos para outros. A água do Rio Maracanã não foi tóxica para a Daphnia similis em nenhum dos dois pontos, já para o Aliivibrio fischeri foi tóxica em apenas um ponto. As concentrações encontradas de MP e PP foram maiores no ponto onde, de acordo com os parâmetros físico-químicos, a qualidade da água não está dentro dos padrões exigidos pela legislação, sendo quantificados na ordem de ngL-1, contudo é válido ressaltar que os DEs não são encontrados no meio ambiente separados, eles interagem entre si e provocam efeitos aditivos ou sinérgicos, sendo muito difícil de prever qual o efeito, por isso é importante o conhecimento do potencial estrogênico das substâncias simples, pois em um estudo com uma matriz ambiental, pode-se observar se houve algum efeito aditivo ou sinérgico de outras substâncias.

Cypermethrin use in forestry and its impact on Welsh streams: An evaluation of the impact of cypermethrin use in forestry on Welsh streams

This is the Evaluation of the impact of cypermethrin use in forestry on Welsh streams from the University of Plymouth, published on September 2010 by the Environment Agency South West. The report focuses attention on Cypermethrin, a highly active synthetic pyrethroid insecticide effective against a wide range of pests in agriculture, public health, and animal husbandry. It is also used in forestry to control the pine weevil, Hylobius abietis. Cypermethrin is very toxic to aquatic invertebrates and fish at nanogram per litre concentrations. This project checks the effectiveness of current best practice measures in minimising the risk of pollution associated with the use of cypermethrin in forestry in Wales. Chemical results from the intensive studies show that cypermethrin entered minor watercourses draining treated areas at two of the eight sites. In one of these cases the level was well in excess of the short-term Predicted No Effect Concentration. The absence of a buffer area at the other site resulted in the cypermethrin reaching a main drain. However dilution appeared to be sufficient to prevent any impact on water quality or on the invertebrate community in the main stream. Invertebrate and chemical data from the extensive survey showed little evidence of pollution due to wider use of cypermethrin in Welsh forestry. Finally, a number of recommendations are made for further tightening controls on forestry practice to minimise the risk of cypermethrin entering the aquatic environment.

Proposed Environmental Quality Standards for Phenol in Water

This is the Proposed Environmental Quality Standards (EQS) for Phenol in Water prepared for the National Rivers Authority, and published by the Environment Agency in 1995. The report reviews the properties and uses of phenol, its fate, behaviour and reported concentrations in the environment and critically assesses the available data on its toxicity and bioaccumulation. The information is used to derive EQSs for the protection of fresh and saltwater life and for the abstraction of water to potable supply. Phenol is widely used as a chemical intermediate and the main sources for phenol in the environment are of anthropogenic origin. Phenol may also be formed during natural decomposition of organic material. The persistence of phenol in the aquatic environment is low with biodegradation being the main degradation process (half-lives of hours to days). Phenol is moderately toxic to aquatic organisms and its potential to bioaccumulate in aquatic organisms is low.

Proposed Environmental Quality Standards for Nonylphenol in Water

This is the Proposed Environmental Quality Standards (EQS) for Nonylphenol in Water produced by the Environment Agency in 1997. The report reviews the properties and uses of Nonylphenol, its fate, behaviour and reported concentrations in the environment, and critically assesses available data on its toxicity and bioaccumulation. The information is used to derive EQSs for the protection of fresh and saltwater life as well as for water abstracted to potable supply.Nonylphenol (NP) is used extensively in the production of other substances such as non-ionic ethoxylate surfactants. It is through the incomplete anaerobic biodegradation of these surfactants that most nonylphenol reaches the aquatic environment in effluents, e.g. from sewage treatment works and certain manufacturing operations. It was explicitly stated by the Environment Agency that the EQS was to be derived for NP and not Nonylphenol ethoxylates. However, since NP is unlikely to be present in the aquatic environment in the absence of other nonylphenol ethoxylate (NPE) degradation by-products, the toxicity, fate and behaviour of some of these (i.e. nonylphenol mono- and diethoxylates (NP1EO and NP2EO), mono- and di-nonylphenoxy carboxylic acids (NP1EC and NP2EC) have also been considered in this report. In the aquatic environment and during sewage treatment, NPEs are rapidly degraded to NP under aerobic conditions. NP may then be either fully mineralised or may be adsorbed to sediments. Since NP cannot be biodegraded under anaerobic conditions it can accumulate in sediments to high concentrations.

Avaliação química e ecotoxicológica para seleção de bioensaios aquáticos sensíveis a efluentes contendo metais

A Resolução CONAMA N 430/2011 exige a utilização de dois bioensaios (dois níveis tróficos) para avaliação ecotoxicológica de efluentes, mas a seleção ao acaso de bioensaios pode permitir lançamentos tóxicos. A sensibilidade dos bioindicadores irá depender da substância tóxica avaliada. Assim, baterias de bioensaios sensíveis devem ser estabelecidas às classes de contaminantes. Na literatura não há estudos que indiquem uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos sensíveis para avaliação de efluentes contendo principalmente metais. Esse trabalho teve como objetivo selecionar uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos que conjuntamente detectem toxicidade ao maior número de metais isolados e em misturas e que sejam realizados no menor tempo indicado pelas normas de padronização. Foram avaliadas as sensibilidades de seis bioensaios, incluindo três níveis tróficos (produtores, algas: Pseudokirchneriella subcapitata e Chlorella vulgaris; consumidores primários, cladóceros: Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia; consumidores secundários, peixes: Poecilia reticulata e Danio rerio), a 10 espécies metálicas individuais (Ag+, Cd2+, Cu+, Cu2+, Cr3+, Cr6+, Pb2+, Ni2+, Zn2+ e Hg2+) e a efluentes reais (siderúrgicos) e simulados em laboratoriais (baseado nos limites máximos permitidos para descarte). Os bioensaios com peixes foram os menos sensíveis, D. rerio não detectou toxicidade em nenhum dos efluentes testados. P. subcapitata foi um bom bioindicador de toxicidade de Cr3+ e D. similis foi o organismo mais sensível a Hg2+. O uso combinado do bioensaio crônico de 72h com C. vulgaris e do bioensaio agudo de 48h com C. dubia garantiu a detecção das menores concentrações dos metais tanto individualmente quanto em efluentes reais e simulados. Apesar de P. subcapitata ser um bom bioindicador da toxicidade de Cr3+, a interação dos metais em misturas tornou C. vulgaris igualmente sensível. Da mesma forma, apesar de D. similis ter sido mais sensível ao Hg2+, o efeito da toxicidade dos efluentes com maiores teores de Hg2+ foi detectado por C. dubia