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Title: Desenvolvimento de um esquema simples de avaliação e identificação da toxicidade (ait) de sedimentos marinhos utilizando o organismo bentônico nitokra sp
Authors: Choueri, Rodrigo Brasil [UNIFESP]
Alves, Aline Vecchio [UNIFESP]
Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Keywords: tie
sediment
copepods
sea urchin
toxicity assays
tie
sedimento
copépodes
ouriço-do-mar
ensaios de toxicidade
Issue Date: 31-Aug-2016
Publisher: Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Citation: ALVES, Aline Vecchio. Desenvolvimento de um esquema simples de avaliação e identificação da toxicidade (ait) de sedimentos marinhos utilizando o organismo bentônico nitokra sp. 2016. 146 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2016.
Abstract: The Toxicity Identification and Evaluation approach (TIE) have the ability to identify the substance (s) responsible (s) by the initial toxicity observed in complex mixtures, such as sediments, through the combination of toxicity tests and physical and chemical manipulations with the tested samples, which changes selectively the toxicity of specific classes of contaminants. Such information contributes to direct environmental remediation strategies. The bioassays normally employed within a TIE framework use pelagic organisms even in instances when interstitial water is tested; however bioassays with benthic organisms may be more suitable to sediment TIE since such organisms are better adapted to the natural conditions of the benthic habitat (particulate matter, pH, high levels of ammonia and sulfides), minimizing cases of "false positives?. In the current study we aimed to assess the importance of the test organism in TIE through the development and application of a TIE using bioassays with Nitokra sp. nauplii mortality test and the sea urchin embryolarval development test. Tested sediments where sampled in sites of the Santos Estuarine System and the Bay of Santos subjected to diferent contaminantion sources, plus a reference area. They are: Bertioga Channel region (P1), the reference area; the sewage outfall of Santos (P2); one site near a port terminal (P3) and Piaçaguera Channel (P4), The toxicity results obtained before and after the TIE manipulations were tested for normality and homoscedasticity and the differences in responses evaluated by two-way ANOVA with Bonferroni post test (? = 5%). The results showed sediment toxicity in all the four sampling sites for both Nitokra sp. nauplii and sea urchin embryolarval development. By applying the TIE method in Bertioga Channel (P1), we observed the toxicity of pore water for Nitokra sp. nauplii due to ammonia. For the sea urchin development assay, sulfides have a contribution to the toxicity in addition to ammonia. For P2, substances such as metals, non-ionic organic compounds, ammonia and sulfides are responsible for the toxicity observed for Nitokra sp. nauplii. For the development of sea urchin larvae, toxicity was attributed tononionic organic compounds, ammonia and sulfides. The site under the influence of the port terminal in P3 showed toxicity caused by ammonia and sulfides to Nitokra sp. nauplii, and ammonia and metals to sea urchin embryolarval development. The site P4, located in the innermost portion of the estuary under the influence of a siderurgical and petrochemical industrial complex, showed toxicity to nauplii of Nitokra sp. due to non-ionic organic compounds, ammonia and sulfides. The toxicity in the sea urchin embryolarval development assay was due to nonionic organic compounds, ammonia and also metals. By comparing the TIE performed with Nitokra sp. and with sea urchin embryolarval development in interstitial water samples, we observe that the use of test organisms not adapted and sensitive to the natural interfering can generate results cases false-positive in toxicity testing. The difference in responses between the assay Nitokra sp. and sea urchin embryolarval development can be a consequence of the different exposure routes which test-organisms are subjected by. While sea urchin embryos are exposed to contaminants, mainly by the water routes, through the metal input by the permeable surfaces, the nauplii Nitokra sp. are also exposed to those contaminants by the food routes, through the ingestion of food contaminated. The use and adaptation of acute assay with nauplii Nitokra sp. and with sea urchin embryos, although not standardized, are appropriated in methods focused in TIE sediments. The comparison between the assay with Nitokra sp. and sea urchin embryos highlighted the importance of the matrix choice to be analyzed and the utilty of different test organisms, due to the complexity of the contaminants mixture in sediments: different sensitivities to different contaminants, different sensitivities to substances naturally present and different exposure routes of each organism.The use and adaptation of acute assay with nauplii Nitokra sp.although not standardized, showed that organisms can be adequate for use in TIE sediments methods.These results offered, also, a more precisely analysis of the sediment toxicity causes in Santos estuarine system, defining risky contaminants for biota, causing toxic effects.
A abordagem de Avaliação e Identificação da Toxicidade (AIT) possui a capacidade de identificar substância(s) responsável(eis) pela toxicidade inicial observada em misturas complexas, como os sedimentos, através da combinação de testes de toxicidade e manipulações físicas e químicas simples, alterando seletivamente a toxicidade de classes específicas de contaminantes e contribuindo, assim, para direcionar estratégias de remediação ambiental. Em AIT é comum o emprego de ensaios que utilizam organismos de modo de vida pelágico para a avaliação da toxicidade da água intersticial; entretanto, ensaios com organismos bentônicos podem ser mais adequados em métodos de avaliação focados nos sedimentos, visto que são melhores adaptados às condições naturais do habitat bentônico (partículas em suspensão, pH, altos níveis de amônia e sulfetos), minimizando os casos de "falsos positivos?. No presente estudo, visou-se avaliar a importância da escolha do organismo-teste através do desenvolvimento e aplicação de AIT empregando ensaios de toxicidade com náuplios de Nitokra sp. e desenvolvimento embriolarval de ouriço-do-mar em água intersticial de sedimentos sujeitos a diferentes fontes de contaminação no Sistema Estuarino e Baía de Santos e de uma área de referência. Definiu-se, portanto a região do Canal de Bertioga (P1) como ponto de referência; emissário submarino de Santos (P2); próximo de um terminal portuário (P3) e Canal de Piaçaguera (P4). As manipulações de AIT realizadas foram: (i) adição de EDTA; (ii) passagem da amostra na coluna SPE C18; (iii) aeração da amostra em pH ácido e pH básico; (iv) sublação. Os resultados de toxicidade obtidos antes e depois das manipulações da AIT foram testados quanto à normalidade e homocedasticidade e quanto às diferenças nas respostas avaliadas através de ANOVA de duas vias, com pós-teste de Bonferroni (?=5%). Os resultados demonstraram toxicidade nos sedimetos dos quatro pontos coletados ao longo do Sistema Estuarino de Santos, tanto para náuplios de Nitokra sp. quanto no desenvolvimento embriolarval de ouriço-do-mar. Ao aplicar o método de AIT no Canal de Bertioga (P1), foi evidenciada a toxicidade da água intersticial para náuplios de Nitokra sp. devido a presença de amônia. Para os embriões de ouriço-do-mar, além da amônia, há uma possível contribuição de sulfetos. Para P2, substâncias como metais, compostos orgânicos apolares, amônia e sulfeto são os possíveis responsáveis pela toxicidade observada para náuplios de Nitokra sp.. Já a aplicação da AIT neste local com embriões de ouriço-do-mar, foi observada a contribuição de compostos orgânicos apolares, amônia e sulfeto. Sob influência de um terminal portuário, no P3, foi observado que amônia e sulfetos podem ser os agentes causadores da toxicidade para náuplios de Nitokra sp. Além da amônia, metais podem ser os agentes causadores da toxicidade para embriões de ouriço-do-mar, nesta estação. O P4, localizado na porção mais interna do estuário sob influência de um polo pétroquimico, sugeriu uma toxicidade para náuplios de Nitokra sp. atribuida a compostos orgânicos apolares, amônia e sulfetos. Para os embriões de ouriço-do-mar, a toxicidade se deve à compostos orgânicos apolares, amônia e também por metais. Ao comparar a AIT realizada com o Nitokra sp. e com o ouriço-do-mar em amostras de água intersticial, nas quais podem ocorrer concentrações elevadas de amônia e sulfeto devido a causas naturais, observou-se que a utilização de organismos-teste não adaptados e muito sensíveis aos interferentes naturais pode gerar casos de resultados falso-positivos nos ensaios de toxicidade. A diferença de respostas entre os ensaios de Nitokra sp. e desenvolvimento embriolarval de ouriço-do-mar pode ser consequência das diferentes vias de exposição às quais os organismosteste estão sujeitos. Enquanto embriões de ouriço-do-mar estão expostos a contaminantes, principalmente via água, através da entrada de metais por superfícies permeáveis, o náuplios de Nitokra sp. também estão exposto aos contaminantes via alimentar, através da ingestão de alimento contaminado. A utilização e adequação do ensaio agudo com náuplios de Nitokra sp., apesar de não ser padronizado, revelaram ser organismos adequados para aplicação em métodos de AIT focados em sedimentos. A comparação entre os ensaios com Nitokra sp. e embriões de ouriço-do-mar evidenciou a importância da escolha da matriz a ser analisada e a utilização de organismos-teste diferentes, devido à complexidade da mistura de contaminantes nos sedimentos: diferentes sensibilidades a diferentes contaminantes, diferentes sensibilidades a substâncias presentes naturalmente e diferentes vias de exposição de cada organismo. Os resultados deste trabalho ofereceram, também, uma análise mais precisa das causas da toxicidade de sedimentos na região do Sistema Estuarino de Santos, definindo quais são os contaminantes que oferecem risco para a biota e que realmente estão causando os efeitos tóxicos.
URI: http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/47962
Other Identifiers: https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=4771081
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