Evaluation of the cytotoxic and genotoxic effects of benchmark multi-walled carbon nanotubes in relation to their physicochemical properties

To contribute with scientific evidence to the grouping strategy for the safety assessment of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), this work describes the investigation of the cytotoxic and genotoxic effects of four benchmark MWCNTs in relation to their physicochemical characteristics, using two types of human respiratory cells. The cytotoxic effects were analysed using the clonogenic assay and replication index determination. A 48h-exposure of cells revealed that NM-401 was the only cytotoxic MWCNT in both cell lines, but after 8-days exposure, the clonogenic assay in A549 cells showed cytotoxic effects for all the tested MWCNTs. Correlation analysis suggested an association between the MWCNTs size in cell culture medium and cytotoxicity. No induction of DNA damage was observed after any MWCNTs in any cell line by the comet assay, while the micronucleus assay revealed that both NM-401 and NM-402 were genotoxic in A549 cells. NM-401 and NM-402 are the two longest MWCNTs analyzed in this work, suggesting that length may be determinant for genotoxicity. No induction of micronuclei was observed in Beas-2B cell line and the different effect in both cell lines is explained in view of the size-distribution of MWCNTs in the cell culture medium, rather than cell's specificities.

Estudo de variações bioquímicas e genotoxicidade induzidas por mistura de contaminantes em tilápia (Oreochromis niloticus), como biomarcadores de contaminação ambiental

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

Mutagênese ambiental: estabelecimento de valores de referência para manguezais da Baía de Ilha Grande

Estudos ambientais têm demonstrado que substâncias geradas por processos antropogênicos podem causar efeitos prejudiciais interferindo no equilíbrio natural do ecossistema. Manguezais exercem funções essenciais nos ciclos biológicos e constituem Área de Proteção Permanente no Brasil. Infelizmente, eles estão sendo degradados acima do seu limite de suporte, levando a uma redução das áreas remanescentes no mundo. Este trabalho apresenta os resultados de mutagenicidade e genotoxicidade observados em quatro amostragens (PI, V, O e PII) entre 2009 e 2010, relacionados com metais e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) em sedimento de mangue para a caracterização dos valores de referência. Os testes de genotoxicidade foram feitos a partir de hemócitos do caranguejo Goniopsis cruentata, coletados em um ecossistema potencialmente não poluído do Brasil, localizado no sul do Rio de Janeiro (Parati/RJ), chamado de "Saco do Mamanguá". Coleta, armazenamento e manipulação dos sedimentos e material biológico de cinco pontos de amostragem (M1- M5) foram processados de acordo com normas norte-americanas reconhecidas. A identificação das substâncias químicas foi realizada com extratos de sedimentos e utilizada no bioensaio Salmonella/microssoma (Kado). A avaliação de potenciais danos genotóxicos estabelecidos foi realizada através do Teste de Micronúcleo, que apresentou valores significativos na amostra V. Resultados negativos foram observados para as cepas de Salmonella typhimurium TA97, TA98, TA100 e TA102, tanto na ausência quanto na presença de fração de metabolização exógena de mamíferos (S9 mix 4%) em todas as análises. A quantificação por cromatografia gasosa com detecção por espectrometria de massas dos 16 HPA prioritários em termos de conservação ambiental apresentou valores baixos nas duas primeiras amostragens (PI e V) e nulos nas coletas seguintes (O e PII), nos mesmos pontos. De acordo com os valores utilizados nos Estados Unidos e Canadá como referência, os detectados por nós não são considerados como toxicantes ambientais positivos, com exceção do Benzo(a)pireno, que em M1V apresentou valores um pouco acima do limite a partir do qual já podem ser observados pequenos efeitos na biota. A análise dos metais (Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) por Espectrometria de Absorção Atômica inicialmente realizada com a água intersticial foi melhor interpretada a partir da matriz sedimento. Este estudo contribuirá com a implementação de indicadores para valores de referência em mangue.

Ecotoxicidade aguda, crônica e genotoxicidade de solo contaminado por óleo lubrificante usado e biorremediado para Eisenia andrei.

O objetivo do presente deste trabalho foi avaliar a toxicidade aguda, crônica e a genotoxicidade sobre E. andrei causadas por solo recém-contaminado com óleo lubrificante usado e após biorremediação por diferentes estratégias, após 22 meses, e paralelamente ao estudo de ecotoxicidade, foi conduzida uma investigação comparativa de três métodos de extração de HTP e HPA de solos para análise cromatográfica. A comparação das técnicas de extração evidenciou que para HTP, a técnica de extração acelerada por solvente-ASE foi a que melhor recuperou n-alcanos; já para as frações HRP e MCNR as técnicas soxhlet e micro-ondas-MARS não apresentaram diferenças significativas e foram melhores que ASE. Para HPA, a técnica de extração por soxhlet foi a que apresentou melhor recuperação em todos os solos. O teste de mortalidade apresentou, aos 14 dias, taxas crescentes de mortalidade de 10 6%, 20 0%, 73 25%, 93 12% e 100 0% para amostras de CONT (solo controle, sem contaminação artificial), BIOS (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo), BIOA1 (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo + bioaumento com adição de 10% de RSU maturado), e BIOA2 (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo + bioaumento com adição de 10% de RSU semi-maturado) e OLU (solo contaminado com 5% de OLU), respectivamente. Aos 28 dias, entretanto, BIOS e OLU apresentaram taxas de mortalidade de 97 % 6 % e de 100 % 0 % respectivamente, valores estes significativamente superiores ao CONT. Foram observadas deformações anatômicas nos indivíduos mantidos em BIOS e OLU, assim como diminuição da biomassa em todas as amostras, evidenciando efeitos crônicos. O teste de reprodução, aos 28 dias, foram observadas grandes quantidades de indivíduos jovens nos solos biorremediados e recém-contaminado. No entanto, aos 56 dias houve uma diminuição dessas formas e o controle (CONT) exibiu uma quantidade maior de formas juvenis. O teste de densidade e viabilidade celular mostrou ser indicador sensível para toxicidade crônica apresentando queda nos solos BIOS e OLU em relação ao CONT com diferenças significativas (p <0.05). Não foram observados micronúcleos nos solos em estudo. Tal observação reforça a necessidade de testes de ecotoxicidade para avaliar a real eficácia de tecnologias de tratamento.

Ecotoxicidade aguda, crônica e genotoxicidade de solo contaminado por óleo lubrificante usado e biorremediado para Eisenia andrei.

O objetivo do presente deste trabalho foi avaliar a toxicidade aguda, crônica e a genotoxicidade sobre E. andrei causadas por solo recém-contaminado com óleo lubrificante usado e após biorremediação por diferentes estratégias, após 22 meses, e paralelamente ao estudo de ecotoxicidade, foi conduzida uma investigação comparativa de três métodos de extração de HTP e HPA de solos para análise cromatográfica. A comparação das técnicas de extração evidenciou que para HTP, a técnica de extração acelerada por solvente-ASE foi a que melhor recuperou n-alcanos; já para as frações HRP e MCNR as técnicas soxhlet e micro-ondas-MARS não apresentaram diferenças significativas e foram melhores que ASE. Para HPA, a técnica de extração por soxhlet foi a que apresentou melhor recuperação em todos os solos. O teste de mortalidade apresentou, aos 14 dias, taxas crescentes de mortalidade de 10 6%, 20 0%, 73 25%, 93 12% e 100 0% para amostras de CONT (solo controle, sem contaminação artificial), BIOS (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo), BIOA1 (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo + bioaumento com adição de 10% de RSU maturado), e BIOA2 (solo contaminado com 5% de OLU e biorremediado por bioestimulo + bioaumento com adição de 10% de RSU semi-maturado) e OLU (solo contaminado com 5% de OLU), respectivamente. Aos 28 dias, entretanto, BIOS e OLU apresentaram taxas de mortalidade de 97 % 6 % e de 100 % 0 % respectivamente, valores estes significativamente superiores ao CONT. Foram observadas deformações anatômicas nos indivíduos mantidos em BIOS e OLU, assim como diminuição da biomassa em todas as amostras, evidenciando efeitos crônicos. O teste de reprodução, aos 28 dias, foram observadas grandes quantidades de indivíduos jovens nos solos biorremediados e recém-contaminado. No entanto, aos 56 dias houve uma diminuição dessas formas e o controle (CONT) exibiu uma quantidade maior de formas juvenis. O teste de densidade e viabilidade celular mostrou ser indicador sensível para toxicidade crônica apresentando queda nos solos BIOS e OLU em relação ao CONT com diferenças significativas (p <0.05). Não foram observados micronúcleos nos solos em estudo. Tal observação reforça a necessidade de testes de ecotoxicidade para avaliar a real eficácia de tecnologias de tratamento.

Avaliação do potencial tóxico e genotóxico do sulfato de cobre em planária : utilidade deste organismo para biomonitoramento ambiental

A poluição do meio ambiente por metais pesados apresenta um problema grave devido a sua alta toxicidade e a capacidade de bioacumulação. Tendo em vista o vasto uso do sulfato de cobre em algumas indústrias e nas lavouras do Rio Grande do Sul, e a importância de se avaliar possíveis danos causados nos seres vivos, o objetivo deste trabalho foi determinar o potencial tóxico do sulfato de cobre em Planária e verificar a utilidade deste organismo para biomonitoramento ambiental. O sulfato de cobre induziu dano dose-dependente no DNA após exposição aguda e crônica, sendo que o efeito observado é a primeira evidência da genotoxicidade do cobre detectada com o Teste Cometa. A interferência dos íons de cobre com o processo de reparo do dano no DNA induzido pelo MMS sugere que o cobre poderia modular os efeitos genotóxicos associados com a exposição às misturas complexas no meio ambiente. Monitoramento da cinética do reparo no DNA em planárias mostrou reparo mais lento in vivo em comparação aos dados obtidos em cultura de células, acentuando a importância dos testes in vivo na avaliação do risco associado com a exposição adversa. O conteúdo da proteína hsp60 em planária Dugesia schubarti não foi alterado em resultado da exposição ao cobre, mostrando que não é um parâmetro adequado para avaliação da contaminação química. Animais não tratados apresentaram quantidades detectáveis de proteína hsp60, revelando um alto nível basal de expressão desta proteína que poderia mascarar possível indução em resultado da exposição química. Contudo, indução da hsp60 foi observada após choque térmico. A atividade da catalase em planária foi significativamente induzida após exposição às baixas concentrações de sulfato de cobre, mostrando-se um indicador sensível para exposição aguda ao cobre e sugerindo possível uso deste ensaio em estudos com outros agentes oxidantes. A atividade relativamente alta da catalase, detectada nas planárias não tratadas, provavelmente está relacionada com o alto nível de oxigênio dissolvido no seu habitat. A exposição das planárias ao mutagênico conhecido MMS, in vivo, induziu quebras no DNA, de maneira dose-dependente, em concentrações similares com as da referência em células de mamíferos, comprovando a sensibilidade do sistema utilizado. A planária se mostrou também um organismo bastante apropriado para a detecção de danos no DNA utilizando-se o Teste Cometa, sugerindo que poderia ser útil para o monitoromento de efeitos genotóxicos induzidos por agentes químicos no ambiente aquático. Os resultados apresentados neste estudo revelam o potencial tóxico e genotóxico do sulfato de cobre em planárias e também sugerem que este organismo-teste pode ser considerado um sistema valioso para avaliação da contaminação química em estudos ambientais.

Avaliação da genotoxicidade e da qualidade das águas do açude de Lucrécia/RN

The occurrence of human cancer in the municipality of Lucrécia (RN, Brazil) has shown high frequencies (INCA, 2007). Tests of micronucleus (MN) and nuclear abnormalities (NA) were performed to assess the genotoxic potential of water from the Lucrécia dam, which is located in a semi-arid region under the influence of crop irrigation and irregular rainfall. Water samples were collected in this source for analyzing the concentration of cyanobacteria, metals and radioactivity. Erythrocytes of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) were collected in dam and cells of human oral mucosa in the urban area of this municipality for the bioassays of MN and NA. In fish were also analyzed concentrations of metals in samples of liver and gills. The genotoxicity tests with biological samples of fish and humans have shown significant increases in the frequencies of MN and NA (p ≤ 0.05) and are indicative of increased DNA damage in relation to the control groups. In conclusion, the results obtained from water samples and biological municipality of Lucrécia indicates that the presence of chemical and microbiological pollutants, and increase of genotoxic in human of this municipality. We suggest the implementation of advanced water treatment, to prevent further degradation of the aquatic environment and decrease in the life quality. This research of environmental quality assessment was performed in order to contemplate a multi and interdisciplinary character of this water resource and that can induce genotoxic damage in the organisms in this study region

Análise da genotoxicidade das águas da Lagoa da Extremoz - RN

The contamination of the waters resources for wastewater from industrial, agricultural, and domestic sources is a serious environment problem, compromising its use for human consumption and agriculture. The Extremoz-RN Lake is an important freshwater source for the supply of the city of Natal, supplying a population of approximately 160,000 habitants. This aquatic body is located near an industrial pole which can be a serious risk factor for quality of its waters. The objectives of this study were examined the genotoxicity of Extremoz Lake between September of 2006 and January of 2008, by a combination of the Allium micronucleus test, piscine micronucleus test and the comet assay in erythrocytes from peripheral blood of Oreochromis niloticus. Additionally, the level of eight different heavy metals was quantified through spectrometry of atomic absorption of flame. The Allium test did not detect increase in the frequencies of micronucleus in none of the analyzed periods, however a strong cytotoxic activity was demonstrated for decrease in mitotic index in the analyses carried in April and July of 2007. Negative results had been detected in the frequencies of micronucleus in O. niloticus. A statistic significant increase was observed in the levels of DNA damage in comet assay carried in July of 2007. The results of the chemical analysis had detected increase in the levels of cadmium, chromium, copper, nickel, lead and zinc in different periods. These results demonstrated an alteration of the water s quality of the Extremoz Lake caused for the contamination for heavy metals and increase of DNA strand breaks. The use of biomonitoring program of the heavy metal and other pollutants with genotoxic potential combinated with genotoxicity assays is recommends.

Avaliação da genotoxicidade e mutagenicidade das águas dos rios Jaguari, Atibaia e Piracicaba, na região de influência da refinaria de Paulínia - SP

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

Avaliação da genotoxicidade e mutagenicidade de misturas comerciais de diesel e biodiesel puras e em simulações de vazamento em água e solo

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Celular e Molecular) - IBRC

Nuevos fundamentos de una ética ambiental para el desarrollo sustentable

Resumen: El presente trabajo aborda la temática del análisis de nuevos fundamentos de una ética ambiental para el desarrollo sustentable. Se comienza por la discusión de las limitaciones de planteos éticos precedentes mostrando la herencia moderna y las posturas metafísicas que las fundan. Esto llevará a un análisis básico de las nociones de “hombre” y de “mundo”. Examinaremos luego la necesidad de una revaloración de la metafísica tradicional para encontrar nuevas expresiones de sus verdades, que justifique un nuevo hombre cuya concepción de sí y de su la relación entre el Ser y los seres, derive en nuevas posturas y cursos de acción más adecuados con relación al medio ambiente.

Prolegómenos al análisis de la esfera social en el pensamiento ambiental multimodal

Resumen: En el presente trabajo abordamos la modalidad social en el pensamiento ambiental multimodal. La reflexión requiere primero la descripción del método de acceso, motivo por el cual revisamos la actividad logos en el análisis de la aprehensión primordial. El estudio de la dimensión social requiere repasar la aprehensión de las cosas y luego de los hechos sociales, para finalmente interesarnos por el estudio de la acción. Esto permite mostrar cómo el ambiente y los otros están siempre ya presentes en cada acción propia. Los resultados obtenidos permiten desarrollar una estructura de base para cualquier construcción teórica posterior que dé cuenta de la integración del hombre con la naturaleza y con los otros, mostrando la inseparable relación del ser humano con su ambiente y con su prójimo. Lo anterior sirve como protosociología de la modalidad social.

Redes neuronales artificiales aplicadas al análisis de datos en ingeniería ambiental e impacto ambiental

Resumen: Se realiza una revisión sobre los antecedentes de las Redes Neuronales Artificiales (RNA) como método de análisis de bases de datos medioambientales, aplicado en las diversas áreas de la Ingeniería Ambiental en general y de Impacto Ambiental en particular. Se describe como ejemplo, la aplicación de RNA en los algoritmos de inversión de datos obtenidos por sensado remoto satelital, para la medición de variables geofísicas

Herramientas y métodos para la caracterización de la sostenibilidad socio, productivo, ambiental en áreas representativas de la cuenca del río Carcarañá, en el sur de la provincia de Santa Fe

Resumen: El presente trabajo aborda la caracterización socio-ambiental de un tramo de la cuenca del Río Carcarañá que atraviesa el sur de la Provincia de Santa Fe, en Argentina. El sector de interés ha sido especialmente afectado por el desarrollo de la agricultura extensiva que, si bien ha sido un elemento determinante del crecimiento económico y de la expansión tanto de las áreas de uso agropecuario, como del medio urbano y recreacional hacia el rural, ha sido sometido a un uso extensivo que requiere analizar la vulnerabilidad ambiental de la cuenca por pérdida de bienes y servicios ecosistémicos, evaluar el soporte ambiental, el uso de los recursos y la sostenibilidad ambiental. Para lograr este objetivo se propone el empleo de La metodologia multimodal, para generar un marco de evaluaciones tanto sociales como biofísicas y energéticas y además bosquejar modelos empíricos y/o teóricos que permitan interpretar la dinámica de los diferentes contaminantes en la cuenca, así como las preocupaciones de la población con relación a estos temas.

Contribución de la economía ambiental al análisis del riesgo tecnológico

Resumen: La cuestión del riesgo tecnológico es ciertamente controvertida, como se manifiesta en el ruidoso debate entre las organizaciones ambientalistas y las empresas promotoras de la tecnología. Uno de los elementos centrales es el valor de la ciencia para dirimir ese debate. Por un lado, su objetividad está en duda. Por otro, la cuestión del riesgo reintroduce la cuestión de la subjetividad. Aunque la ciencia lograra una cabal y objetiva comprensión de la probabilidad y la magnitud del daño que potencialmente produciría un riesgo tecnológico, las actitudes frente al mismo son de naturaleza subjetiva, y por lo tanto también la decisión correcta. Una sociedad puede tolerar un riesgo en pos del beneficio tecnológico asociado mientras otra no. La economía ambiental realiza un aporte valioso en esta cuestión. Mediante sus métodos más elaborados permite integrar el elemento subjetivo de la apreciación del riesgo en el análisis del riesgo tecnológico. De este modo es posible realizar un análisis científico de la cuestión que contemple las actitudes de los miembros de la sociedad frente el riesgo.