Ecotoxicologia aquática

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Apresentação sobre Ecotoxicologia Aquática no I Curso de Verão em Limnologia

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Ecotoxicologia aquática

  1. 1. Ecotoxicologia Aquática Bióloga MSc. Débora Monteiro Brentano
  2. 2. 1. Conceito 2. Breve Histórico 3. Experimentação 3.1 Relevância Ecológica 3.2 Sensibilidade 4. Princípio do Método 4.1 Testes agudos 4.2 Testes crônicos 5. Legislação 6. Estudo de Caso
  3. 3. ECOLOGIA TOXICOLOGIA Ciência que estuda a relação dos seres vivos entre si e com o ambiente que os cerca Ciência que estuda o efeito de um agente químico em uma dada espécie Ecotoxicologia Ciência que estuda os efeitos de um ou mais agentes químicos sobre uma população ou comunidade de organismos e seus reflexos sobre o ecossistema. 1. Conceito
  4. 4. Silent Spring – Rachel Carson (1962) Descreve os efeitos catastróficos do uso indiscriminado de pesticidas (décadas de 1940 e 1950) Separação da Ecotoxicologia da Toxicologia Clássica. 2. Breve Histórico
  5. 5. O termo Ecotoxicologia foi cunhado por René Truhaut, em 1969, reunindo a designação eco (do grego oikos, elemento de composição com o significado de casa, domicílio, habitat) e a palavra toxicologia (ciência dos agentes tóxicos, dos venenos e da intoxicação). BREVE HISTÓRICO SOBRE ECOTOXICOLOGIA NO MUNDO Primeiros testes entre 1863 e 1917. Termo foi sugerido pela primeira vez em 1969. A partir dos anos 70 aplicação dos testes ecotoxicológicos. Na década de 80 testes foram normalizados.
  6. 6. NO BRASIL . 1971 primeiro trabalho Rocha et al. em São Paulo. . 1975 CETESB - programa de padronização da ISO. . 1982 no RJ - Encontro Técnico com entidades ambientais e universidades. . 1985 em Brasília . Encontro Técnico haviam projetos similares.
  7. 7. 1990 CETESB . Seminário com várias entidades. Ênfase ao controle de efluentes líquidos. 1991 Petrobras promoveu 1º Encontro de Ecotoxicologia. 2000 - Sociedade Brasileira de Ecotoxicologia . SETAC Brasil. O XIV Congresso Brasileiro de Ecotoxicologia ocorrerá em 2016, em Curitiba/PR.
  8. 8. Podemos determinar a ecotoxicidade através de análises químicas? Como avaliar a ecotoxicidade?
  9. 9. A Ecotoxicologia deve envolver tanto observação (Ecologia) quanto experimentação.
  10. 10. O organismo-teste tem como princípio proteger o maior número de espécies dentro de um ecossistema, e a sua escolha se faz principalmente pela sensibilidade deste ao poluente em questão, e da sua relevância ecológica dentro do ecossistema. Organismo-teste 3. Experimentação
  11. 11. Produtor Consumidor 1º Consumidor 3º Consumidor 2º Seleção de um organismo-teste 3.1 Relevância Ecológica
  12. 12. Parâmetros medidos a diferentes níveis de organização biológica Celular Organismo População Ecossistema Comunidade Relevância ecológica Custo Praticabilidade Reprodutibilidade Minutos – Horas - Dias Dias – Semanas Semanas – Horas –Anos Anos
  13. 13. Critérios de Seleção: Disponibilidade Sensibilidade Reprodutibilidade Padronizabilidade Praticabilidade Rapidez Justificabilidade
  14. 14. Selenastrum capricornutum Scenedesmus subspicatus Daphnia magna Ceriodaphnia dubia Danio rerio Pimephales promelas Poecilia reticulata
  15. 15. Escolha do organismo-teste Usar os estágios mais sensíveis Preferencialmente usar mais de um nível trófico Ensaio de ecotoxicidade já padronizado Espécies tropicais quando possível
  16. 16. Norma ABNT NBR 15411-1:2012 Ecotoxicologia aquática — Determinação do efeito inibitório de amostras aquosas sobre a emissão de luz de Vibrio fischeri (ensaio de bactéria luminescente) Parte 1: Método utilizando bactérias recém-cultivadas ABNT NBR 15411-2:2012 Ecotoxicologia aquática — Determinação do efeito inibitório de amostras aquosas sobre a emissão de luz de Vibrio fischeri (ensaio de bactéria luminescente) Parte 2: Método utilizando bactérias desidratadas ABNT NBR 15411-3:2012 Ecotoxicologia aquática — Determinação do efeito inibitório de amostras aquosas sobre a emissão da bioluminescência de Vibrio fischeri (ensaio de bactéria luminescente) Parte 3: Método utilizando bactérias liofilizadas ABNT NBR 15350:2012 Ecotoxicologia aquática — Toxicidade crônica de curta duração — Método de ensaio com ouriço-do-mar (Echinodermata: Echinoidea) ABNT NBR 12648:2011 Ecotoxicologia aquática - Toxicidade crônica - Método de ensaio com algas (Chlorophyceae) ABNT NBR 15308:2011 Ecotoxicologia aquática — Toxicidade aguda — Método de ensaio com misídeos (Crustacea) ABNT NBR 15088:2011 Ecotoxicologia aquática - Toxicidade aguda - Método de ensaio com peixes
  17. 17. ABNT NBR 13373:2010 Ecotoxicologia aquática - Toxicidade crônica - Método de ensaio com Ceriodaphnia spp (Crustacea, Cladrocera) ABNT NBR 12713:2009 Ecotoxicologia aquática - Toxicidade aguda - Método de ensaio com Daphnia spp (Crustacea, Cladocera) ABNT NBR 15537:2007 Ecotoxicologia terrestre - Ecotoxicidade aguda - Método de ensaio com minhocas ABNT NBR 15499:2007 Ecotoxicologia aquática - Toxicidade crônica de curta duração - Método de ensaio com peixes ABNT NBR 15470:2007 Ecotoxicologia aquática - Toxicidade em sedimento - Método de ensaio com Hyalella spp (Amphipoda) ABNT NBR 15469:2007 Ecotoxicologia aquática - Preservação e preparo de amostras ABNT NBR ISO 15799:2011 Qualidade do solo — Guia para caracterização ecotoxicológica de solos e materiais de solo ABNT NBR ISO 17512-1:2011 Qualidade do Solo — Ensaio de fuga para avaliar a qualidade de solos e efeitos de substâncias químicas no comportamento Parte 1: Ensaio com minhocas (Eisenia fetida e Eisenia andrei)
  18. 18. Padrão de Resposta 3.2 Sensibilidade
  19. 19. Lote CE50 24h K2Cr2O7 Data 69 0,88 05/03/2013 71 0,53 12/03/2013 73 0,85 09/04/2013 77 1,11 28/05/2013 74 0,87 11/06/2013 78 0,95 16/07/2013 79 1,04 16/07/2013 80 0,95 30/07/2013 81 1,23 20/08/2013 82 1,13 20/08/2013 83 1,05 19/09/2013 84 1,05 09/10/2013 85 0,99 25/09/2013 86 0,94 08/10/2013 87 0,87 05/11/2013 88 0,75 05/11/2013 90 0,85 19/12/2013 91 0,71 18/12/2013 92 0,77 23/01/2013 93 0,76 05/02/2013 94 0,78 23/01/2013 95 0,79 27/03/2014 96 0,84 11/03/2014 97 0,77 12/03/2014 98 0,59 12/03/2014 0,881 Média 0,166 Desvio 18,823 CV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 Dicromato de Potássio (K2Cr2O7/0 2XDP 0,332 Média + 1,2 Média - 0,5
  20. 20. Lote CE50 24h NaCl Data 69 6,11 27/02/2013 71 5,86 12/03/2013 73 6,01 16/04/2013 77 5,71 28/05/2013 74 5,62 11/06/2013 78 6,04 16/07/2013 79 5,36 30/07/2013 80 5,60 09/10/2013 81 5,65 20/08/2013 82 5,51 10/10/2013 83 5,23 25/09/2013 84 5,81 22/10/2013 85 5,73 23/10/2013 86 5,71 22/10/2013 87 6,11 05/11/2013 88 5,83 26/11/2013 90 3,72 23/01/2013 91 5,35 23/01/2013 92 5,65 06/02/2014 93 5,03 05/02/2014 94 6,50 18/03/2014 95 5,86 03/04/2014 96 5,87 18/03/2014 97 5,81 18/03/2014 98 5,52 12/03/2014 5,648 Média 0,507 Desvio 8,971 CV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 Cloreto de Sódio (NaCl) 2XDP 1,013 Média + 6,7 Média - 4,6
  21. 21. Scatterplot of NaCl against Dicro -3 -2 -1 0 1 2 3 Dicro -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 NaCl Dicro:NaCl: r = -0,0811; p = 0,6644; r2 = 0,0066 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 Dicro NaCl
  22. 22. Metodologia de cultivo
  23. 23. Organismos-teste são expostos a várias diluições da amostra a ser testada, por um período determinado de tempo. A resposta dos organismos é dada pela inibição de suas atividades (imobilidade/morte), alteração no padrão reprodutivo ou outra alterações fisiológicas. O princípio do método 4. Princípio do Método
  24. 24. TESTES ECOTOXICOLÓGICOS Teste Agudo Testes realizados em curto espaço de tempo, com uma única exposição à substância. Em geral, é o primeiro estudo realizado acerca de uma substância. Detecta efeitos imediatos, geralmente irreparáveis. 4.1 Testes agudos
  25. 25. Princípio do Teste Ecotoxicológico Diluição testada em duplicata Neonatos de 2 a 26h Teste de 48h Diluições preparadas com precisão volumétrica, em progressão geométrica de razão 1,2 a 2 Meio de cultura ISO (ISO 6341, 1989) Controle 2481632 25 mL
  26. 26. . Fator de toxicidade-FT Número adimensional que expressa a menor diluição do efluente que não causa efeito deletério agudo aos organismos, num determinado período de exposição, nas condições de ensaio. .Concentração letal/efetiva mediana- CL50 ou CE50 É a concentração do efluente que causa efeito agudo (letalidade ou imobilidade) a 50% dos organismos, em determinado período de exposição, nas condições de ensaio.
  27. 27. Resultados Concentração Organismos imóveis 24h 48h A B A B Controle 0 0 0 0 32 0 0 0 1 16 2 1 3 1 8 3 3 3 4 4 4 4 4 6 2 9 8 10 9 FT 48h = 32
  28. 28. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 C32 (3,12%) C16(6,25%) C8(12,5%) C4(25%) C2(50%) Concentração Nºindivíduosimóveis CE(I)50 48h = 17,7%
  29. 29. Toxicidade aguda para Daphnia similis com efluentes líquidos de curtumes Variação da toxicidade de efluentes de mesma atividade industrial Estudos internos da CETESB Indústria CE 50; 48 h (%) CE 50; 48 h (%) Efluente bruto Efluente tratado A 2,5 2,5 B 4,5 11,4 C 0,9 16 D 1,2 27,5 E 0,08 33,5 F 48 29 G 7 50
  30. 30. Teste Crônico Testes realizados em um longo espaço de tempo, cobrindo todo o ciclo de vida do organismo-teste. A substância a ser testada deve ser administrada em concentrações compatíveis com a sobrevivência dos elementos teste. 4.2 Testes crônicos
  31. 31. Princípio do Teste Cada diluição é testada 10 vezes Neonatos de 2 a 26h Teste de 21 dias Diluições preparadas com precisão volumétrica, em progressão geométrica de razão 1,2 a 2 Meio de cultura ISO (ISO 6341, 1989) Controle 2481632 25 mL
  32. 32. CENO - Concentração de Efeito Não Observado Maior concentração do efluente que não causa efeito deletério estatisticamente significativo na sobrevivência e reprodução dos organismos CEO - Concentração de Efeito Observado Menor concentração do efluente que causa efeito deletério estatisticamente significativo na sobrevivência e reprodução dos organismos
  33. 33. Resultados CEO = 50% CENO = 25% Concentrações 2 4 8 16 32 C 1 43 50 49 65 90 47 2 37 32 49 39 77 47 3 39 33 45 56 65 47 4 30 36 52 46 78 55 5 41 54 45 32 76 28 6 45 62 35 49 69 85 7 34 54 51 52 80 50 8 48 52 57 37 67 71 9 40 58 57 42 82 71 10 53 65 21 53 0 60 Total 410 496 461 471 684 561 filhotes/mãe/ninhada 8,2 9,9 9,2 9,415,211,2
  34. 34. O monitoramento ecotoxicológico apresenta como vantagens: * fornecem informações adicionais do perigo potencial de uma substância tóxica sobre a biota aquática; * reduzem as limitações encontradas nas análises, somente, físicas e químicas; * apontam informações como o efeito resultante das interações de compostos químicos; * permitem estabelecer diluições necessárias para reduzir ou prevenir efeitos tóxicos em águas receptoras.
  35. 35. Cuidado!!! Uso de uma única espécie Execução em ambiente artificial Extrapolação para outros organismos Não evidencia-se a substância tóxica N Ã O B E B E R ! ! !
  36. 36. Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005 ÁGUA DOCE Classes Condição I Não apresentar efeito crônico II Não apresentar efeito crônico III Não apresentar efeito agudo IV - ÁGUAS SALINAS I Não apresentar efeito crônico II Não apresentar efeito agudo III - ÁGUAS SALOBRAS I Não apresentar efeito crônico II Não apresentar efeito agudo 5. Legislação
  37. 37. Resolução CONAMA 430, de 2011 dispõe sobre condições e padrões de lançamento de efluentes complementa e altera a CONAMA 357/2005 aborda a gestão de lançamento de efluentes incluindo: lançamento direto lançamento indireto disposição de efluentes no solo foca ensaios ecotoxicológicos
  38. 38. Padrões de lançamento de efluentes Parâmetros Ecotoxicológicos Art.18. O efluente não deverá causar ou possuir potencial para causar efeitos tóxicos aos organismos aquáticos no corpo receptor, de acordo com os critérios de ecotoxicidade estabelecidos pelo órgão ambiental competente. § 1º Os critérios de ecotoxicidade (...) devem se basear em resultados de ensaios ecotoxicológicos aceitos pelo órgão ambiental, realizados no efluente,utilizando organismos aquáticos de pelo menos dois níveis tróficos diferentes. § 2-5º -> detalhamento CENO/CECR/CE/FT Art 19. O órgão ambiental competente deverá determinar quais empreendimentos e atividades deverão realizar os ensaios de ecotoxicidade, considerando as características dos efluentes gerados e do corpo receptor.
  39. 39. Portaria FATMA nº 017/02, de 18 de abril de 2002 Origem dos Efluentes Limites Máximos de Toxidade Aguda para Daphnia magna Limites Máximos de Toxidade Aguda para Vibrio fisheri Origem dos efluentes Categoria da atividade Subcategoria da atividade FDd FDbl Metal mecânica Siderurgia Metalurgia Galvanoplastia 4 4 16 6 6 8 Alimentícia Frigoríficos, Abatedouros, Laticínios, Cerealistas, Bebidas, Fecularias, Alimentos 2 4 Esgotos domésticos e/ou hospitalares I 4 Resíduos urbanos Efluentes de Aterros Sanitários 8 16 Papel e Celulose 2 4 Couros, peles e produtos similares 4 6 Química Agroquímica, Petroquímica, Produtos químicos não especificados ou não classificados 2 4 Têxtil Beneficiamento de fibras naturais e sintéticas, confecção e tinturaria 2 2 Farmacêutica 2 4
  40. 40. 6. Estudo de Caso
  41. 41. Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) e Seenayya Subba Raju Amostra da Lagoa do Peri – março/2014 Mutagenicidade in vitro e carcinogenicidade in vivo (Humpage et al, 2000; Falconer e Humpage, 2001). Bioacumulação em peixe (Saker e Eaglesham, 1999), em moluscos (Saker et al., 2004) e em Cladóceros (Nogueira et al., 2004). Em mamíferos provoca lesão necrótica generalizada, afetando fígado, rins, pulmões, baço, intestino, timo e coração (Chorus e Bartmann, 1999). Bloqueia os canais de sódio na membrana do axônio e induzir disfunção do nervo, causando paralisia e então a morte por insuficiência respiratória (van Apeldoorn et al., 2007). Altamente tóxicas para os animais e, em doses elevadas o suficiente, letais para humanos (Landsberg, 2002).
  42. 42. Fatores abióticos e C. raciborskii “in locu” Dominância no Brasil: períodos de seca, ambientes polimíticos e com altas concentrações de fósforo (Soares et al .,2013). Ocorrência: altas temperaturas (Yamamoto et al. ,2013 e Berger et al., 2006), altos valores de pH, alcalinidade e condutividade (Gomes et al. , 2013). Fatores abióticos e produção de toxinas por C. raciborskii Fator Abiótico Observação Referências Bibliográficas CYL Temperatura Forte correlação negativa Saker e Griffiths (2000) STX Temperatura Não há variação entre 19 e 25oC Em 25oC produz dcSTX Castro et al. (2004) N e P Correlação positiva com altas relações N:P Chislock et al. (2014) Dureza Correlação positiva Carneiro et al. (2013)
  43. 43. BRUTA 21/8/2013 24/9/2013 15/10/13 19/11/2013 10/12/13 22/1/2014 18/02/14 18/3/2014 24h 48h 24h 48h 24h 48h 24h 48h 24h 48h 24h 48h 24h 48h 24h 48h % C 0 1 0 0 1 1 0 0 3 3 1 1 0 1 0 0 6,25 8 18 9 14 1 4 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 12,5 10 18 13 15 0 8 1 1 1 1 3 10 4 12 8 10 25 12 20 11 20 0 9 0 0 4 9 8 19 17 20 7 19 50 13 20 12 19 1 17 1 11 8 15 12 20 14 20 9 20 100 4 17 2 4 1 3 2 4 5 11 3 14 11 20 9 14 Dureza do meio de diluição: 175 a 225 mg.L-1 de CaCO3
  44. 44. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Condutivity (µS cm-1 ) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 STX(gL-1 ) cond:STX: y = -0,5104 + 0,0108*x; r = 0,5467; p = 0,0001; r2 = 0,2989
  45. 45. Efluente dos Postos de Abastecimento de Combustível
  46. 46. 1 4 13 0 2 4 6 8 10 12 14 Nºpostos sem LAO efluente dentro dos padrões efluente fora dos padrões Situação Postos Abastecimento Combustível - Análise 1
  47. 47. 16 64 16 64 16 128 128 16 32 8 64 64 4 8 32 3232 1 1 128 64 512 2 16 64 16 1 64 4 8 128 1 1 1 10 100 1000 Posto 1 Posto 2 Posto 3 Posto 4 Posto 5 Posto 6 Posto 7 Posto 8 Posto 9 Posto 10 Posto 11 Posto 12 Posto 13 Posto 14 Posto 15 Posto 16 Posto 17 Posto 18 FD-FatordeDiluição Comparação - Análise 1 e 2 Análise 1 Análise 2
  48. 48. 1 8 9 0 2 4 6 8 10 Nºpostos sem LAO efluente dentro dos padrões efluente fora dos padrões Situação Postos de Abastecimento Combustível - Análise 2
  49. 49. 16 64 16 64 16 128 128 16 32 8 64 64 4 8 32 3232 1 1 128 64 512 2 16 64 16 1 64 4 8 128 1 1 8 8 1 1 8 2 1 1 4 4 8 4 2 1 1 8 1 10 100 1000 Posto 1 Posto 2 Posto 3 Posto 4 Posto 5 Posto 6 Posto 8 Posto 9 Posto 10 Posto 11 Posto 12 Posto 13 Posto 14 Posto 15 Posto 16 Posto 17 Posto 18 Posto 19 FT-FatordeToxicidade Comparação - Análise 1 e 2 Série1 Série2 Série3
  50. 50. Obrigada !

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