Efeitos sub-letais:

ocorrem quando os poluentes encontram-se em baixas concentrações.

podem ser observados em vários níveis (bioquímico, fisiológico, comportamental ou no ciclo reprodutivo).

deve-se avaliar se as alterações encontram-se no limite de variação normal ou se o poluente está afetando a capacidade de sobrevivência e reprodução.

IMPORTANTE

EFEITOS SUB-LETAIS PODEM INDICAR EFEITOS MAIS DRÁSTICOS NO FUTURO!

Alguns exemplos de efeitos sub-letais:

• tempo que bivalves permanecem com concha fechada;• taxa de ventilação em peixes;

• incidência de anomalias em embriões;

• redução das taxas de crescimento de organismos.

Mason (1998)

Alguns exemplos de efeitos sub-letais:

Mason (1998)

Lago Batata (Oriximiná, Pará): impactado com rejeito de bauxita.

Alguns exemplos de efeitos sub-letais: efeito do rejeito de bauxita (poluição física) sobre as taxas de filtração do zooplâncton.

Efeito do rejeito sobre tamanho dos organismos: testes sub-letais, crônicos, realizados em

laboratório.

Bozelli (1994)

Exposição de Danio rerio à água do reservatório de Funil.

Exposição de Danio rerio à água com filamentos de C. raciborskii.

Cylindrospermopsis raciborskii: coloniza vários ambientes aquáticos brasileiros eutrofizados e

libera toxinas.

Encyclopedia of Life

Exemplo de teste sub-letal proposto pela Organização para o Desenvolvimento e

Cooperação Econômica (OECD) com organismos terrestres (minhoca):

Eisenia fetida

Usa-se um solo padrão e analisa-se a taxa de reprodução (número de “casulos”) por no mínimo 3 semanas.

O mesmo procedimento pode ser utilizado em testes letais.

Walker et al. (2006)

Respiração e produção (“scope for growth”):

Uma medida muito utilizada em estudos toxicológicos que visam avaliar os efeitos de poluentes sobre organismos.

Efeito do Tributil tin sobre o crescimento de Mytilus edulis.

Crescimento de duas espécies de fungos em função das concentrações de selênio.

Para se obter as medidas de produção dos organismos:

organismos em estado de repouso;

comparar com organismos não submetidos ao poluente, pois a produção se altera com idade, período do ano etc.

Mapeamento da contaminação por hidrocarbonetos utilizando-se medidas de produção

Obs. Pode ser medida in situ (como no exemplo ao lado) ou em laboratório (como nos testes ecotoxicológicos convencionais)

Um exemplo de combinação de testes letais e sub-letais

Testes com efeitos letais

Testes com efeitos sub-letais: exposição aos níveis correspondentes ao LC10

Baixas concentrações causam uma pequena

letalidade, mas reduzem a reprodução e alimentação.

“Assim, a toxicidade das frações solúveis de óleo cru em água... representa um sério risco para os organismos zooplanctônicos..., o que foi evidenciado também por esse estudo que demonstrou não apenas os efeitos agudos, mas também efeitos sub-letais que, embora não causem a morte, podem ser cruciais para a manutenção das populações, possivelmente influenciando o equilíbrio dos ecossistemas marinhos, incluindo estoques de peixes em áreas costeiras.”

Importante:

Os testes agudos e crônicos são úteis, mas outros que consideram os efeitos carcinogênicos e mutagênicos devem ser também realizados

Formação de neoplasmas:

vários poluentes são carcinogênicos em peixes:

bifenis policlorados (PCBs), alguns pesticidas, hidrocarbonetos aromáticos etc.

associados à poluição:Ex. principalmente no epitélio do fígado, pâncreas e trato gastro-intestinal

neoplasmas são divididos em 2 categorias: sem associação óbvia com poluenteEx. nos tecidos conjuntivos e no epitélio gonadal

para consumo humano, considera-se haver risco em qualquer grau de exposição; assim, não há dose de referência

testes:

consideram a frequência com que ocorre câncer, em resposta à certa dose da substância durante seu período de vida

nesse caso, o risco nunca atinge zero!!!!

Relação entre risco e dose de uma substância cancerígena: não há limiar seguro

1/1.000.000

1/100.000

1/10.000

RESUMO: Avaliação da toxicidade: as várias etapas

Ver. Bras. Zool. (2001)

Síntese dos fatores que afetam os testes de toxicidade

RESPOSTAS DO

ORGANISMO

interações entre

espécies

estágio reprodutivo

status nutricional

interações entre

poluentes

Doenças, parasitismo

qualidade da água

história

estágio do ciclo de

vida

Misturas de poluentes

na presença de dois ou mais poluentes, pode haver interações entre eles

Efeitos aditivos: o efeito tóxico final é igual à soma dos efeitos produzidos individualmente

Ex. efeito do Zn + Cd sobre peixes

Efeitos antagônicos: o efeito final é menor do que a somatória de ambos separados

Ex. efeito do Ca + Zn, Ca + Pb, Ca + Al, MO + metais

Efeitos sinérgicos: o efeito final é maior do que a somatória dos efeitos individuais

Ex. Cu + Hg, Cu + Cl

Exemplo de efeito sinérgico

tempo letal (50%) = 20 horas:

1,8 ppm Cu

1,2 ppm LAS

0,9 ppm Cu + LAS

Substâncias usadas em detergência, emulsificação, lubrificação, capacidade espumante, capacidade molhante, solubilização e dispersão de fases etc.

Síntese dos fatores que afetam os testes de toxicidade

RESPOSTAS DO

ORGANISMO

interações entre

espécies

estágio reprodutivo

status nutricional

interações entre

poluentes

Doenças, parasitismo

qualidade da água

história

estágio do ciclo de

vida

Alguns fatores ambientais que afetam a toxicidade:

Temperatura: afeta a atividade metabólica e o comportamento.

Bottrell (1975), in Lampert & Sommers (1997)

“The GCSC-BtA toxicities to T. cinnabarinus, F. occidentalis, A. fabae, P. xylostella and C. ohridella under three variable temperature conditions di ered significantly (P<0.05).”ff

Efeito de um biocida sobre invertebrados (Zhu et al. 2006).

afeta o estado químico e físico de poluentes

Ex. a transformação de NH4+ a NH3 se

eleva em altas temperaturas em geral, eleva a toxicidade

NH3 NH4OH

Altos valores da temperatura elevam a toxicidade do amônio

NH3 NH4OH

pH altos valores elevam a toxicidade do amônio

Baixos valores do pH elevam a toxicidade do Al.

- Esse é um dos problemas da chuva ácida. a especiação química dos metais é afetada pelo pH; esses são mais tóxicos na forma iônica.

Agriculture and Agrifood Canada

Aumento da solubilidade de vários metais (ex., Fe, Al, Cu, Zn, Ni, Pb e Cd).

- Eleva a toxicidade dos metais.

Concentração de Ca: a toxicidade dos metais é maior, em geral, em águas pobres em Ca (competição por sítios de adsorção em membranas); precipitação (ex. Pb)

Efeito da presença de Ca sobre toxicidade do Zn:

Concentrações de oxigênio na água: há aumento da toxicidade em baixas concentrações de O2 (aumento da respiração)

Exemplo de testes múltiplos: efeito de vários fatores sobre a toxicidade de 410 compostos químicos (302 pesticidas) e 5000 testes de toxicidade:

- 20% foram afetados pelo pH;

- a dureza da água teve pequena influência sobre a toxicidade desses compostos químicos;

- temperatura aumentou a toxicidade;- grau de sensibilidade:

- insetos > crustáceos > peixes > anfíbios

Transformações de poluentes:

vários poluentes transformam-se no ambiente, adquirindo maior toxicidade:

Ex. 1: H2S transforma-se em H2SO4 na atmosfera;

Ex. 2: Hg é metilado por bactérias e fungos, elevando sua toxicidade.

Poulain & Barkay (2013 – Science)

O Hg pode ficar imobilizado no sedimento, mas a contaminação por

Hg metálico também ocorre nos organismos

bentônicos

Azevedo FA & Chasin AM. 2003. As bases toxicológicas da ecotoxicologia. São Carlos, RiMa-Intertox.

Beeby, A. 1994. Applying ecology. London, Chapman & Hall. Capítulo 1.

Esteves, FA. Fundamentos de Limnologia. Rio de Janeiro, Interciência/FINEP.

Ferrão-Filho AS et al. 2007. Evaluation of sub-lethal texocity of Cyanobacteria on the swimming activity of aquatic organisms by image analysis. J. Braz. Soc. Ecotoxicol. 2: 1-8.

Mason CF. 1998. Biology of freshwater pollution. Harlow, Longman.

Literatura utilizada nessa aula: