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Title: Quantificação de substâncias com atividade estrogênica e caracterização da toxicidade embriolarval em zebrafish (Danio rerio) nos efluentes das estações de tatamento de esgotos sul e norte e no Lago Paranoá, Brasília-DF
Authors: Silva, Sandra Rita
Orientador(es):: Grisolia, Cesar Koppe
Assunto:: Esgotos - Distrito Federal (Brasil)
Hormônios
Toxidade - testes
Embriotoxicidade
Peixe - doenças
Issue Date: 4-Dec-2015
Data de defesa:: 10-Jul-2015
Citation: SILVA, Sandra Rita. Quantificação de substâncias com atividade estrogênica e caracterização da toxicidade embriolarval em zebrafish (Danio rerio) nos efluentes das estações de tatamento de esgotos sul e norte e no Lago Paranoá, Brasília-DF. 2015. 273 f. il. Dissertação (Mestrado em Biologia Animal)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
Abstract: O lançamento de esgoto doméstico em corpos hídricos resulta na deposição de vários poluentes, entre eles os chamados poluentes emergentes. Dentre esses destacam-se os interferentes endócrinos (IEs), agentes exógenos que mimetizam os hormônios naturais ativando ou bloqueando vias de sinalização que desencadeiam a função hormonal. Esses poluentes têm sido encontrados em amostras ambientais do mundo todo, incluindo o Brasil, em baixas concentrações, causando efeitos aos organismos expostos. Nesse contexto, os objetivos do presente trabalho foram: investigar a ocorrência de três poluentes emergentes com atividade estrogênica -17β-estradiol (E2), 17α-etinilestradiol (EE2) e bisfenol A (BPA) em amostras de água do Lago Paranoá e de efluentes das Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) Sul e Norte, Brasília-DF; verificar a toxicidade das amostras e do poluente mais frequentemente detectado (BPA), através de ensaios de exposição em embriões de Danio rerio e da avaliação de marcadores bioquímicos e, por fim, comparar os resultados obtidos com concentrações de efeito para animais aquáticos do primeiro e do segundo níveis tróficos descritos na literatura. Para as análises de quantificação, as amostras foram processadas por extração em fase sólida (SPE) e submetidas a um método analítico desenvolvido em HPLC/DAD/FL. A fase móvel utilizada na separação foi acetonitrila com água na proporção 40:60 (v/v), acidificadas com ácido trifluoracético (0,12%), em condição isocrática. Os ensaios de toxicidade seguiram o protocolo OCDE nº 236 (Guideline on Fish Embryo Toxicity Test-FET). As determinações enzimáticas foram feitas em espectrofotômetro usando microplacas de 96 poços. Os resultados obtidos revelaram que o BPA é o contaminante mais predominante, com frequência de detecção de 100% nas amostras de esgoto tratado e 23% nas amostras de água superficial. As concentrações obtidas variaram entre ˂394 ng L-1 e 1231 ng L-1 no efluente e entre ˂197 ng L-1 e 644 ng L-1 nas amostras do Lago. Os demais compostos, E2 e EE2, apresentaram baixa frequência de detecção (<18%), sendo que, em apenas uma amostra de efluente, o EE2 pode ser quantificado, apresentando concentração de 591 ng L-1. Os testes de toxicidade demonstraram que as amostras de água do Lago Paranoá e efluente da ETE Sul não apresentam toxicidade para embriões de Danio rerio, no que se refere aos parâmetros analisados; o BPA é pouco tóxico (CL50 de 13,45 mg L-1) além de ser rapidamente degradado em meio aquoso (4 - 5 dias). No entanto, efeitos na eclosão (CEO = 10 mg L-1), atraso na pigmentação e na formação crânio-facial (CEO = 21,54 mg.L-1) e inibição da GST (CEO = 11,68 μg L-1) foram observados nos embriões expostos a BPA. Os níveis em que os três poluentes foram encontrados nas amostras estão entre as concentrações de efeito relatadas na literatura para animais aquáticos do primeiro e do segundo níveis tróficos, com exceção do BPA, onde as concentrações obtidas estiveram acima das CEO descritas para consumidores primários. Além disso, dados da literatura sugerem que o BPA tende a ser menos tóxico quando comparado ao E2 e EE2, de onde se conclui que, apesar de ser o composto mais frequentemente detectado nas amostras, o BPA é o que apresenta menor toxicidade para animais aquáticos. Os dados obtidos contribuem para ampliar o banco de dados relacionado à presença de contaminantes com atividade estrogênica no Lago Paranoá e nos efluentes ETEs, além de fornecer ferramentas para a avaliação da toxicidade das amostras. Considerando que em breve o Lago Paranoá será utilizado para abastecimento de água de parte da população do DF, esses resultados deverão auxiliar na tomada de decisões referentes aos processos de tratamento a serem implantados.
Abstract: Sewage release results in the disposal of various pollutants in water bodies, including the so-called emerging pollutants. Among these are the endocrine disrupters, exogenous agents that mimic the natural hormones binding to cell receptor sites activating or blocking cell signaling pathways that trigger hormone function. These pollutants have been found in environmental samples all over the world, including Brazil, at low concentrations causing effects to exposed organisms. In this context, the aims of this study were to investigate the occurrence of three emerging pollutants with estrogenic activity (17β-estradiol-E2, 17α-ethinylestradiol-EE2 and bisphenol A-BPA) in water samples from Paranoá Lake and effluent of Sewage Treatment Plants (STPs), North and South, in Brasília-DF; Evaluate the toxicity of both environmental samples as the pollutant most frequently detected (BPA) to zebrafish embryonic development. In addition, it was tested, in the same animal model, sub lethal doses of BPA by biochemical markers. Finally, the environmental concentrations detected were compared with effect concentrations, described in literature, for aquatic animals from the first and second trophic levels. In the quantification analysis, samples were processed by solid phase extraction (SPE) and subjected to an analytical method developed in HPLC/DAD/FL. In this case, the mobile phase was acetonitrile with water in the ratio 40:60 (v/v), acidified with trifluoroacetic acid (0,12%) in isocratic condition. All the toxicity assays was performed following the OECD Protocol 236 (Guideline on Fish Embryo Toxicity Test-FET). The results showed that BPA was the most predominant pollutant in analyzed samples, with 100% of detection in the treated wastewater and 23% in surface water. The concentrations found were between <394-1231 ng L-1 in the effluent and <197-644 ng L-1 in Lake samples. Other compounds, E2 and EE2, showed low frequency of detection (<18%) in both Lake and effluent samples and, for only one effluent sample, EE2 was quantified in concentration of 591 ng L-1.Toxicity tests showed that water samples from Paranoá Lake and South STP effluent were no toxic to zebrafish embryos; BPA is slightly toxic to zebrafish embryos (LC50 13.45 mg L-1) and was rapidly degraded in an aqueous medium (4 - 5 days). However, effects on hatching (CEO = 10 mg L-1), delayed pigmentation, craniofacial formation (CEO = 21.54 mg L-1) and inhibition of GST (CEO = 11.68 ug L-1) were observed in embryos exposed to BPA. In addition, the levels at which the three pollutants were found in the analyzed samples are among the effects concentrations reported in the literature for aquatic animals of the first and second trophic levels, with the exception of BPA for primary consumers. Moreover, the literature suggests that BPA tends to be less toxic than E2 and EE2. It follows that, despite being the most often detected in samples, BPA is the one with less toxicity to aquatic animals. This data contribute to enlarge the database related to the presence of contaminants with estrogenic activity on Paranoá Lake and the effluent of the main treatment plants, which discharge into Lake, as well as, provide tools for assessing the toxicity of the water Lake and the Sewage Treatment Plants. Considering that, the Paranoá Lake will be used to supply water to part of the DF population, these results should also assist in the selection of the most appropriate water treatment processes.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2015.
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Coorientador(es):: Oliveira, Rhaul de
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