Resumo
Os agrotóxicos são produtos formulados, utilizados no ambiente agrícola visando o controle de pragas (insetos, animais, plantas ou fungos). Em viveiros escavados, o uso de herbicidas para eliminar todas as plantas aquáticas pode reduzir o habitat dos peixes, o suprimento de alimentos, o oxigênio dissolvido e a produtividade dos peixes. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos dos herbicidas 2,4-D, glifosato e a mistura de ambos sobre o estresse oxidativo, a genotoxicidade, as taxas de fertilização, eclosão, normalidade larval e sobre os parâmetros espermáticos em jundiás. Foram realizados dois experimentos, os quais foram distribuídos em delineamento experimental inteiramente casualizado, compostos por dez tratamentos e três repetições. Os tratamentos foram constituídos pelo uso de água com diferentes concentrações de glifosato (3,0; 6,0; 9,0 e 12,0 mg e.a. L-1), 2,4-D (5,0; 10,0; 20,0 e 30,0 mg e.a. L-1) e a mistura de ambos (5,0 mg e.a. L-1 de 2,4-D + 10,0 mg e.a. L-1 de glifosato) tanto para a incubação dos ovos quanto para a ativação do sêmen. Os ovos e o sêmen do grupo controle foram, respectivamente, incubados e ativados em água destilada. Os ovos incubados por 1 hora em incubadoras de fibra de vidro foram transferidos para placas de cultivo celular de 24 poços a uma densidade de 5 ovos por poço, contendo 2 mL de água contaminada em cada poço. Decorridas 12 horas após a fertilização artificial, foi mensurada a taxa de fertilização. A taxa de eclosão foi mensurada 38 horas após a fertilização artificial. A taxa de normalidade larval foi mensurada 62 horas após a fertilização artificial. Os ovos incubados por 1 hora em incubadoras de fibra de vidro foram transferidos para recipientes plásticos contendo 200 mL de água contaminada, a uma densidade de 3,0 mL de ovos (401 ± 33 ovos) por recipiente plástico. As larvas foram coletadas 45 horas após a fertilização artificial e, posteriormente, analisadas a atividade das enzimas catalase (CAT), glutationa-S-transferase (GST), superóxido dismutase (SOD), lipoperoxidação (LPO) e carbonilação de proteínas (PCO). Os ovos incubados por 1 hora em incubadoras de fibra de vidro foram transferidos para recipientes plásticos contendo 100 mL de água contaminada, a uma densidade de 1,5 mL de ovos (173 ± 23 ovos) por recipiente plástico. As larvas foram coletadas 48 horas após a fertilização artificial e, posteriormente, foram quantificados os danos no DNA. Alíquotas de sêmen foram avaliadas pelo plugin CASA (Computer Assisted Sperm Analysis) em software livre. O movimento dos espermatozoides foi avaliado aos 12 e 14 segundos após o início da ativação espermática. As variáveis analisadas foram: motilidade espermática, linearidade, velocidade curvilínea (VCL), velocidade média de deslocamento (VAP), velocidade em linha reta (VSL) e velocidade espermática (VE). A exposição ao glifosato e à mistura dos herbicidas diminuiu significativamente a fertilização dos ovócitos e a eclosão dos ovos. A água contaminada com o 2,4-D não afetou as taxas de fertilização e eclosão. As diferentes concentrações de 2,4-D e glifosato, além da mistura de ambos, não afetaram as taxas de normalidade larval. A atividade da CAT, da GST, da LPO e da PCO não foram alteradas em nenhuma das concentrações testadas de glifosato, 2,4-D e da mistura dos herbicidas. A atividade da SOD não foi evidenciada em nenhum dos tratamentos. A exposição ao 2,4-D e à mistura dos herbicidas provocou danos ao material genético das larvas de jundiá. A exposição ao glifosato não induziu a quebra na fita do DNA de larvas de jundiá. Os herbicidas 2,4-D, glifosato e a mistura de ambos foram prejudiciais para a motilidade dos espermatozoides. A linearidade, a VCL, a VAP, a VSL e a VE não foram afetadas pelo uso do glifosato, do 2,4-D e da mistura dos herbicidas. Nossos resultados mostram que apesar de terem sido utilizadas altas concentrações dos herbicidas, foram detectadas alterações causadas pelos mesmos em apenas alguns dos biomarcadores testados.
Pesticides are products formulated used in the agricultural environment to control pests (insects, animals, plants, or fungi). In excavated ponds, the use of herbicides to eliminate all aquatic plants can reduce fish habitat, food supply, dissolved oxygen, and fish productivity. The objective of this work was to evaluate the effects of the herbicides 2,4-D, glyphosate, and the mixture of both on oxidative stress, genotoxicity, the rates of fertilization, hatching, larval normality, and on sperm parameters in silver catfish. Two experiments were carried out, which were distributed completely randomized experimental design, composed by ten treatments and three replications. The treatments consisted of using water with different concentrations of glyphosate (3.0; 6.0; 9.0 and 12.0 mg a.e. L-1), 2.4-D (5.0; 10.0; 20.0 and 30.0 mg a.e. L-1) and the mixture of both (5.0 mg a.e. L-1 of 2,4-D + 10.0 mg a.e. L-1 of glyphosate) both for the incubation of eggs and semen activation. The eggs and semen of the control group were incubated and activated in distilled water, respectively. Eggs incubated for 1 hour in fiberglass incubators were transferred to 24-well cell culture plates at a density of 5 eggs per well, containing 2 mL of contaminated water in each well. 12 hours after artificial fertilization, the fertilization rate was measured. The hatching rate was measured 38 hours after artificial fertilization. The rate of larval normality was measured 62 hours after artificial fertilization. Eggs incubated for 1 hour in fiberglass incubators were transferred to plastic containers containing 200 mL of contaminated water, at a density of 3.0 mL of eggs (401 ± 33 eggs) per plastic container. The larvae were collected 45 hours after artificial fertilization and, subsequently, analyzed the activity of the enzymes catalase (CAT), glutathione-S-transferase (GST), superoxide dismutase (SOD), lipoperoxidation (LPO), and protein carbonylation (PCO). Eggs incubated for 1 hour in fiberglass incubators were transferred to plastic containers containing 100 mL of contaminated water, at a density of 1.5 mL of eggs (173 ± 23 eggs) per plastic container. The larvae were collected 48 hours after artificial fertilization and, subsequently, DNA damage was quantified. Semen aliquots were evaluated by the CASA plugin (Computer Assisted Sperm Analysis) in free software. Sperm movement was assessed at 12 and 14 seconds after the start of sperm activation. The variables analyzed were: sperm motility, linearity, curvilinear velocity (VCL), average path velocity (VAP), straight-line velocity (VSL), and sperm velocity (VE). Exposure to glyphosate and the mixture of herbicides significantly decreased the fertilization of oocytes and the hatching of eggs. Water contaminated with 2,4-D did not affect fertilization and hatching rates. The different concentrations of 2,4-D and glyphosate, in addition to the mixture of both, did not affect the rates of larval normality. The activity of CAT, GST, LPO, and PCO were not altered in any of the tested concentrations of glyphosate, 2,4-D, and the mixture of herbicides. SOD activity was not evident in any of the treatments. Exposure to 2,4-D and the mixture of herbicides caused damage to the genetic material of larvae silver catfish. Exposure to glyphosate did not induce DNA strand break in larvae silver catfish. The herbicides 2,4-D, glyphosate, and the mixture of both were harmful to sperm motility. Linearity, VCL, VAP, VSL, and VE were not affected by the use of glyphosate, 2,4-D, and the mixture of herbicides. Our results show that although high concentrations of the herbicides were used, changes caused by them were detected in only some of the tested biomarkers.
Resumo
A principal fonte de nitrogênio amoniacal na água de viveiros de aquicultura é a excreção nitrogenada dos organismos aquáticos e a degradação por micro-organismos dos alimentos não consumidos e das fezes. Para que a aquicultura continue crescendo é preciso que os métodos de tratamento de efluentes acompanhem o crescimento da atividade, e que sejam de baixo custo e fácil operação. Diante disto, existe uma grande demanda por materiais naturais que possam agir como adsorventes de amônia. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de adsorção de quitinas de camarões marinhos (QT1) e de água-doce (QT2), de três quitosanas comerciais (Q1, Q2 e Q3) e uma quitosana produzida em laboratório (Q4) na remoção de amônia total de efluentes sintéticos com diferentes concentrações iniciais de amônia e de efluentes naturais de aquicultura. Para a caracterização dos adsorventes foram realizadas análises de titulação condutimétrica, fisissorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva e difração de raios X. Foram realizados ensaios de efeito da dosagem do adsorvente em diferentes concentrações iniciais de amônia do efluente sintético. Foi preparada uma solução estoque de NH4Cl 1000 mg L-1. A partir desta, por diluições, preparou-se soluções com concentrações de amônia total de: 0,09; 0,95; 2,17; 5,62; 7,95; 9,12 e 22,91 mg L-1, com pH fixo em 7,5. Os testes de adsorção foram realizados em batelada à 25ºC, utilizando-se amostras de 100 mL das soluções descritas anteriormente, aos quais foram adicionados os adsorventes QT1, QT2, Q1, Q2, Q3 e Q4 nas concentrações: 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10,0% (m m-1). Os sistemas adsorvato/adsorvente foram agitados por três horas em um shaker (170 rpm), em seguida foram coletadas em triplicata alíquotas de 7 mL da solução e centrifugadas a 3000 rpm por 10 minutos. A concentração de amônia total foi determinada no sobrenadante. Também foram realizados ensaios de remoção de amônia total de efluentes aquícolas por adsorção. Cada efluente aquícola foi analisado de forma simples: adicionou-se 1,0% (m m-1) do adsorvente Q2 a 1 L do efluente sob agitação magnética e coletou-se em triplicata alíquotas de 7 mL do sobrenadante em intervalos de tempo que variaram entre 1 a 300 min (1; 5; 10; 15; 30; 60; 90; 120; 180; 240 e 300 min). As alíquotas coletadas foram centrifugadas a 3000 rpm por 10 minutos. A concentração de amônia total foi determinada no sobrenadante. Através da análise de fisissorção de nitrogênio (BET) verificou-se que a quitosana comercial 3 (Q3), a quitosana obtida em laboratório (Q4), a quitina de camarão marinho (QT1) e a quitina de camarão de água-doce (QT2) possuem uma área superficial muito pequena quando comparadas as quitosanas comerciais 1 e 2 (Q1 e Q2). Nas micrografias dos adsorventes observou-se que as amostras Q1 e Q2 apresentam superfícies mais rugosas e porosas que as demais amostras. Os principais elementos químicos presentes nas amostras analisadas foram carbono e oxigênio, sendo que as amostras Q1 e Q2 também apresentaram grande porcentagem de cálcio. As quitosanas comerciais 1 e 2 apresentaram picos de maior cristalinidade e mais nítidos que os de QT1 e QT2, confirmando a característica de material mais natural das Q1 e Q2, demonstrando que estas, possivelmente, são menos processadas que as QT1, QT2, Q3 e Q4. Todas as dosagens de quitosanas Q1 e Q2 testadas removeram 100% na menor concentração inicial de amônia (0,09 mg L-1). Para as demais concentrações iniciais ocorreu uma maior remoção de amônia quando foi adicionada uma dosagem maior de quitosana. As amostras de quitinas QT1 e QT2 e as demais amostras de quitosanas Q3 e Q4 não foram eficientes no processo de adsorção de amônia de efluentes sintéticos, indicando que as concentrações utilizadas dos adsorventes deveriam ter sido maiores. A quitosana 2 mostrou-se mais eficiente no processo de adsorção de amônia total, removendo até 94,33% de amônia de efluente sintético com concentração inicial de 7,35 mg L-1. Em efluentes aquícolas com concentrações iniciais de 0,14; 0,27 e 0,50 mg L-1 de amônia, a quitosana 2 com a dosagem de 1,0% (m m-1) apresentou 100% de eficiência de remoção de amônia, sendo que para os dois primeiros efluentes testados a adsorção de amônia foi imediata, não ocorrendo variação durante o tempo de agitação (1 a 300 min).
A principal fonte de nitrogênio amoniacal na água de viveiros de aquicultura é a excreção nitrogenada dos organismos aquáticos e a degradação por micro-organismos dos alimentos não consumidos e das fezes. Para que a aquicultura continue crescendo é preciso que os métodos de tratamento de efluentes acompanhem o crescimento da atividade, e que sejam de baixo custo e fácil operação. Diante disto, existe uma grande demanda por materiais naturais que possam agir como adsorventes de amônia. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de adsorção de quitinas de camarões marinhos (QT1) e de água-doce (QT2), de três quitosanas comerciais (Q1, Q2 e Q3) e uma quitosana produzida em laboratório (Q4) na remoção de amônia total de efluentes sintéticos com diferentes concentrações iniciais de amônia e de efluentes naturais de aquicultura. Para a caracterização dos adsorventes foram realizadas análises de titulação condutimétrica, fisissorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva e difração de raios X. Foram realizados ensaios de efeito da dosagem do adsorvente em diferentes concentrações iniciais de amônia do efluente sintético. Foi preparada uma solução estoque de NH4Cl 1000 mg L-1. A partir desta, por diluições, preparou-se soluções com concentrações de amônia total de: 0,09; 0,95; 2,17; 5,62; 7,95; 9,12 e 22,91 mg L-1, com pH fixo em 7,5. Os testes de adsorção foram realizados em batelada à 25ºC, utilizando-se amostras de 100 mL das soluções descritas anteriormente, aos quais foram adicionados os adsorventes QT1, QT2, Q1, Q2, Q3 e Q4 nas concentrações: 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10,0% (m m-1). Os sistemas adsorvato/adsorvente foram agitados por três horas em um shaker (170 rpm), em seguida foram coletadas em triplicata alíquotas de 7 mL da solução e centrifugadas a 3000 rpm por 10 minutos. A concentração de amônia total foi determinada no sobrenadante. Também foram realizados ensaios de remoção de amônia total de efluentes aquícolas por adsorção. Cada efluente aquícola foi analisado de forma simples: adicionou-se 1,0% (m m-1) do adsorvente Q2 a 1 L do efluente sob agitação magnética e coletou-se em triplicata alíquotas de 7 mL do sobrenadante em intervalos de tempo que variaram entre 1 a 300 min (1; 5; 10; 15; 30; 60; 90; 120; 180; 240 e 300 min). As alíquotas coletadas foram centrifugadas a 3000 rpm por 10 minutos. A concentração de amônia total foi determinada no sobrenadante. Através da análise de fisissorção de nitrogênio (BET) verificou-se que a quitosana comercial 3 (Q3), a quitosana obtida em laboratório (Q4), a quitina de camarão marinho (QT1) e a quitina de camarão de água-doce (QT2) possuem uma área superficial muito pequena quando comparadas as quitosanas comerciais 1 e 2 (Q1 e Q2). Nas micrografias dos adsorventes observou-se que as amostras Q1 e Q2 apresentam superfícies mais rugosas e porosas que as demais amostras. Os principais elementos químicos presentes nas amostras analisadas foram carbono e oxigênio, sendo que as amostras Q1 e Q2 também apresentaram grande porcentagem de cálcio. As quitosanas comerciais 1 e 2 apresentaram picos de maior cristalinidade e mais nítidos que os de QT1 e QT2, confirmando a característica de material mais natural das Q1 e Q2, demonstrando que estas, possivelmente, são menos processadas que as QT1, QT2, Q3 e Q4. Todas as dosagens de quitosanas Q1 e Q2 testadas removeram 100% na menor concentração inicial de amônia (0,09 mg L-1). Para as demais concentrações iniciais ocorreu uma maior remoção de amônia quando foi adicionada uma dosagem maior de quitosana. As amostras de quitinas QT1 e QT2 e as demais amostras de quitosanas Q3 e Q4 não foram eficientes no processo de adsorção de amônia de efluentes sintéticos, indicando que as concentrações utilizadas dos adsorventes deveriam ter sido maiores. A quitosana 2 mostrou-se mais eficiente no processo de adsorção de amônia total, removendo até 94,33% de amônia de efluente sintético com concentração inicial de 7,35 mg L-1. Em efluentes aquícolas com concentrações iniciais de 0,14; 0,27 e 0,50 mg L-1 de amônia, a quitosana 2 com a dosagem de 1,0% (m m-1) apresentou 100% de eficiência de remoção de amônia, sendo que para os dois primeiros efluentes testados a adsorção de amônia foi imediata, não ocorrendo variação durante o tempo de agitação (1 a 300 min).