Ecological risk assessment of Piper aduncum essential oil in non-target organisms / Avaliação de risco ecológico do óleo essencial de Piper aduncum em organismos não alvo

One possible alternative to chemotherapeutic agents in the treatment and prevention of diseases in fish farms is the use of Piper aduncum essential oil. However, ecotoxicological data are required to ensure its proper use and to prevent adverse effects on non-target organisms. These data are relevant since this essential oil is described as having insecticidal, molluscicidal and cytotoxic activitiy that may be associated with its chemical composition. Thus, the aim of this study was to evaluate the ecotoxicity of P. aduncum essential oil to five test organisms using the species sensitivity distribution (SSD) statistical approach. The chemical composition of the essential oil was characterized by means of gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and gas chromatography-flame ionization detection (GC-FID) for identification and quantitation purposes, respectively. The main component (75.5%) of the essential oil was dillapiole. The hazardous concentration for 5% of biological species (HC5) was calculated to determine the 95% protection level, resulting in a value of 0.47 mg L-1 (with a confidence interval of 0.028 - 1.19 mg L-1. ). A concentration range related to the level of protection for aquatic communities (the predicted no-effect concentration, PNEC) was determined through the application of safety factors to the HC5 value. The ecotoxicity parameters showed that P. aduncum essential oil can be used safely in water bodies at a concentration equal to or below 0.09 mg L-1.(AU)

Uma possível alternativa ao uso de fármacos veterinários no tratamento e prevenção de doenças na piscicultura é o uso do óleo essencial de Piper aduncum. No entanto, são necessários dados ecotoxicológicos para garantir seu uso apropriado sem causar efeitos adversos a organismos não alvo. Esta informação é relevante, pois esse óleo essencial é descrito como tendo atividades inseticidas, moluscicidas e citotóxicas, possivelmente associadas à sua composição química. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a ecotoxicidade do óleo essencial de P. aduncum para cinco organismos-teste, usando o método estatístico da Distribuição da Sensibilidade das Espécies (SSD). A composição química do óleo essencial foi caracterizada por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC-MS) e cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (GC-FID), para fins de identificação e quantificação, respectivamente. O principal componente (75,5%) do óleo essencial foi o dilapiol. A concentração perigosa para 5% de espécies biológicas (HC5) foi calculada com um nível de proteção de 95%, resultando em um valor de 0,47 mg L-1 (com intervalo de confiança de 50% = 0,028 - 1,19 mg L-1). A faixa de concentração relacionada aos níveis de proteção para comunidades aquáticas (concentração sem efeito previsto - PNEC) foi calculada através da aplicação de fatores de segurança ao valor de HC5. Os parâmetros de ecotoxicidade indicaram que o óleo essencial de P. aduncum pode ser usado com segurança em corpos dágua se a concentração for igual ou inferior a 0,09 mg L-1.(AU)

Toxicidade aguda e risco ambiental do antibiótico oxitetraciclina para tilápia (Oreochromis niloticus), Daphnia magna e Lemna minor / Acute toxicity and environmental risk of oxytetracycline antibiotc for tilapia (Oreochromis niloticus), Daphnia magna, and Lemna minor

O objetivo deste estudo foi classificar o antibiótico Terramicina(r) de acordo com a toxicidade aguda e o risco de intoxicação ambiental para Oreochromis niloticus, Daphnia magna e Lemna minor, com base no seu ingrediente ativo oxitetraciclina (OTC). Além disso, observou-se a ocorrência de sinais de intoxicação aguda em peixes e o efeito da diluição do antibiótico sobre as variáveis de qualidade de água. Alevinos, neonatos e frondes foram expostos a concentrações de OTC. De acordo com os resultados dos testes de toxicidade aguda, a Terramicina(r) foi classificada pela toxicidade aguda e pelo risco de intoxicação ambiental. Para O. niloticus, a CL(I)50; 48h calculada foi de 6,92 mg L-1, para D. magna a CE(I)50; 48h foi de 0,17mg.L-1, enquanto para L. minor a CI(I)50;7d foi de 0,68 mg L-1. A Terramicina(r) foi classificada como muito tóxica para O. niloticus e extremamente tóxica para D. magna e L. minor e causa risco de intoxicação ambiental para os três organismos testados. Concentrações de 7,5 e 8,0 mg L-1 de OTC reduziram a concentração de oxigênio dissolvido na água. De acordo com este estudo, a Terramicina(r) não deve ser utilizada na aquicultura, pois é altamente tóxica e causa risco de intoxicação ambiental aos organismos teste.(AU)

The aim of this study was to classify the antibiotic Terramycin(r) according to acute toxicity and the environmental risk that it poses for Oreochromis niloticus, Daphnia magna, and Lemna minor based on its active ingredient oxytetracycline (OTC). In addition, the occurrence of acute poisoning signs in fish and antibiotic dilution effect in the water quality variables were observed. For this purpose, fingerlings, neonates, and while were exposed to the concentrations of OTC. According to OTC acute toxicity test results, the Terramycin(r) was classified by acute toxicity and environmental poisoning risk classes. To O. niloticus, the calculated LC(I)50;48h was 6.92 mg L-1, for D. magna the EC(I)50;48h was 0.17 mg L-1, while for L. minor, IC(I)50;7d was 0.68 mg L-1. Terramycin(r) was classified as very toxic to O. niloticus, and highly toxic to D. magna and L. minor and cause risk of environmental poisoning for the three organismis tested. Concentrations of 7.5 and 8.0 mg L-1 OTC reduce the concentration of dissolved oxygen in the water. According to this study, Terramycin(r) should not be used in aquaculture, as it is highly toxic and causes risk of environmental toxicity test organisms.(AU)

Toxicidade aguda e risco ambiental do antibiótico oxitetraciclina para tilápia (Oreochromis niloticus), Daphnia magna e Lemna minor / Acute toxicity and environmental risk of oxytetracycline antibiotc for tilapia (Oreochromis niloticus), Daphnia magna, and Lemna minor

O objetivo deste estudo foi classificar o antibiótico Terramicina(r) de acordo com a toxicidade aguda e o risco de intoxicação ambiental para Oreochromis niloticus, Daphnia magna e Lemna minor, com base no seu ingrediente ativo oxitetraciclina (OTC). Além disso, observou-se a ocorrência de sinais de intoxicação aguda em peixes e o efeito da diluição do antibiótico sobre as variáveis de qualidade de água. Alevinos, neonatos e frondes foram expostos a concentrações de OTC. De acordo com os resultados dos testes de toxicidade aguda, a Terramicina(r) foi classificada pela toxicidade aguda e pelo risco de intoxicação ambiental. Para O. niloticus, a CL(I)50; 48h calculada foi de 6,92 mg L-1, para D. magna a CE(I)50; 48h foi de 0,17mg.L-1, enquanto para L. minor a CI(I)50;7d foi de 0,68 mg L-1. A Terramicina(r) foi classificada como muito tóxica para O. niloticus e extremamente tóxica para D. magna e L. minor e causa risco de intoxicação ambiental para os três organismos testados. Concentrações de 7,5 e 8,0 mg L-1 de OTC reduziram a concentração de oxigênio dissolvido na água. De acordo com este estudo, a Terramicina(r) não deve ser utilizada na aquicultura, pois é altamente tóxica e causa risco de intoxicação ambiental aos organismos teste.(AU)

The aim of this study was to classify the antibiotic Terramycin(r) according to acute toxicity and the environmental risk that it poses for Oreochromis niloticus, Daphnia magna, and Lemna minor based on its active ingredient oxytetracycline (OTC). In addition, the occurrence of acute poisoning signs in fish and antibiotic dilution effect in the water quality variables were observed. For this purpose, fingerlings, neonates, and while were exposed to the concentrations of OTC. According to OTC acute toxicity test results, the Terramycin(r) was classified by acute toxicity and environmental poisoning risk classes. To O. niloticus, the calculated LC(I)50;48h was 6.92 mg L-1, for D. magna the EC(I)50;48h was 0.17 mg L-1, while for L. minor, IC(I)50;7d was 0.68 mg L-1. Terramycin(r) was classified as very toxic to O. niloticus, and highly toxic to D. magna and L. minor and cause risk of environmental poisoning for the three organismis tested. Concentrations of 7.5 and 8.0 mg L-1 OTC reduce the concentration of dissolved oxygen in the water. According to this study, Terramycin(r) should not be used in aquaculture, as it is highly toxic and causes risk of environmental toxicity test organisms.(AU)

Toxicidade aguda do nitrato sobre juvenis do camarão-da-amazônia Macrobrachium amazonicum, (HELLER, 1862)

A evolução da aquicultura mundial, gerou uma crescente demanda por espécies aquáticas economicamente importantes. O camarão de água doce Macrobrachium amazonicum, nativo dos rios brasileiros, tem mostrado grande potencial de criação em cativeiro, sendo importante seu desenvolvimento tecnológico para evitar a constante degradação de berçários naturais e áreas de crescimento, devido a pesca excessiva. Além disso, o uso de espécies nativas na aquicultura vem sendo um requisito importante para a sustentabilidade e o desenvolvimento de sistemas de produção que causem menor impacto ao meio ambiente. Atualmente, as tecnologias mais sustentáveis de produção aquícola são sistemas fechados com zero renovação de água, como por exemplo, a tecnologia de bioflocos BFT e sistemas de recirculação RAS. Entretanto, as criações de um camarão nativo com essas tecnologias requerem maior conhecimento a respeito das condições químicas e físicas da água adequadas para essa espécie. Um dos problemas enfrentados nesses sistemas são o acumulo de compostos nitrogenados devido a entrada constante de nutrientes. O nitrato é o produto final da oxidação da amônia por bactérias, que possui baixa toxicidade em pequenas concentrações aos camarões, mas que, em sistemas fechados, pode se tornar tóxico comprometendo o desempenho zootécnico e causando mortalidades. Testes de toxicidade aguda são importantes para determinar os níveis de segurança para criação de camarões em sistemas fechados. Portanto, o objetivo deste trabalho foi determinar a toxicidade aguda por meio de um teste de concentração letal para 50% da população em 96h (CL50-96h) e verificar alterações nas brânquias de juvenis de M. amazonicum submetidos a diferentes concentrações de nitrato. Para tal, os camarões foram expostos a sete diferentes concentrações de nitrato (N-NO3-) (0, 50, 100, 500, 1000, 1500 e 2000 mg.L-1), com 4 repetições por tratamento em um teste de 96 horas. Os camarões logo após a sua morte e ao final do período experimental foram coletados para dissecação das brânquias e montagem de lâminas histológicas. As CLs50, para juvenis de M. amazonicum, em 24, 48, 72 e 96h, e seus respectivos intervalos de confiança (95%), foram calculadas com a utilização do software Trimmed Spearman Karber method, sendo encontrado a CL50 96h de 155,45 mg.L-1 N-NO3-. As análises de brânquias evidenciaram por meio dos índices de órgãos (Iorg) que quando maior a concentração de nitrato, maior foi o dano causado a estrutura branquial, tendo os tratamentos de 0, 50, 100, 500, 1000, 1500 e 2000 mg.L-1, atingido índices de 5,5±1,7; 15±2,8; 19±2,16; 21±2,7; 23,2±2,2; 25,5±2,6 e 25,75±2,5, respectivamente. Os resultados demonstraram que o nível de segurança para produção de juvenis de M. amazonicum é de 15,5 mg.L-1N-NO3-.

The evolution of world aquaculture has generated a growing demand for economically important aquatic species. Freshwater prawn Macrobrachium amazonicum, native to Brazilian rivers, has shown great breeding potential in captivity, and its technological development is important to avoid the constant degradation of natural nurseries and growth areas due to overfishing. In addition, the use of native species in aquaculture has been an important requirement for the sustainability and development of production systems that have the least impact on the environment. Currently, the most sustainable technologies for aquaculture production are closed systems with zero water renewal, such as biofloc technology - BFT and recirculation systems - RAS. However, shrimp creations with these technologies require more knowledge about the appropriate chemical and physical water conditions for this species. One of the problems faced in these systems is the accumulation of nitrogen compounds due to constant input of nutrients. Nitrate is the final product of bacterial ammonia oxidation, which has low toxicity at low concentrations to shrimp, but which in closed systems can become toxic by compromising animal performance and causing mortality. Acute toxicity tests are important in determining the safety levels for shrimp farming in closed systems. Therefore, the objective of this work was to determine the acute toxicity by means of a lethal concentration test for 50% of the population in 96h (LC50-96h) and verify changes in the gills of juveniles of M. amazonicum submitted to different concentrations of nitrate. For this, shrimps were exposed to seven different concentrations of nitrate (N-NO3-) (0, 50, 100, 500, 1000, 1500 and 2000 mg.L-1), with 4 replicates per treatment in a 96 hours. The shrimp soon after their death and at the end of the experimental period were collected for dissection of the gills and assembly of histological slides. The CL's50, for juveniles of M. amazonicum, at 24, 48, 72 and 96h, and their respective confidence intervals (95%), were calculated using the Trimmed Spearman Karber method software. 155.45 mg.L-1 N-NO3. Gill analyzes showed that the higher the concentration of nitrate, the greater the damage caused to the gill structure, with treatments of 0, 50, 100, 500, 1000, 1500 and 2000 mg. L-1, achieved indices of 5.5 ± 1.7; 15 ± 2.8; 19 ± 2.16; 21 ± 2.7; 23.2 ± 2.2; 25.5 ± 2.6 and 25.75 ± 2.5, respectively. The results showed that the safety level for M. amazonicum juveniles is 15.5 mg.L-1N-NO3.

Comparison between the efficiency of two bioindicators fordetermining surface water quality in an urban environment / Comparação entre a eficiência de dois bioindicadores para a determinação da qualidade de águas superficiais em um ambiente urbano

This study evaluated the efficiency of two bioindicators, fecal coliforms andecotoxicity tests, set out in CONAMA Resolution 274/00 and CONAMA Resolution357/05, in assessment of water quality. For this study, Lake Paranoá, Federal District ofBrazil, was chosen, since it is a water body directly contaminated by effluents from a sewagetreatment plant. Four sampling points were chosen in accordance with the map ofrecreational water quality published weekly by CAESB/DF, after analysis of fecal coliforms.Samples from these points were collected for 6 months and tested on Danio rerio fish (acutetoxicity) and on the microcrustacean Ceriodaphnia dubia (acute and chronic toxicity), besidesmeasuring chemical and physico-chemical parameters. The data obtained show greatconsistency between the observed biological parameters, suggesting that in this urbanaquatic environment, under great anthropogenic pressure, the fecal coliform bioindicatorseems to be more restrictive and enough to evaluate the safety of surface water.(AU)

Este trabalho comparou a eficiência dos bioindicadores coliformes fecais ou termotolerantes eensaios de ecotoxicidade, propostos pelas Resoluções Conama 274/00 e Conama 357/05, naavaliação da qualidade de água. Para a realização desse estudo foi escolhido o Lago Paranoá,Brasília, Distrito Federal, por ser um corpo hídrico impactado diretamente pelo lançamentode efluentes de uma estação de tratamento de esgotos. Foram definidos quatro pontos deacordo com o mapa de balneabilidade, publicado semanalmente pela Caesb/DF, em funçãodo teor de coliformes termotolerantes. Amostras desses pontos colhidas durante seis mesesforam testadas com o peixe Danio rerio (toxicidade aguda) e o com o microcrustáceoCeriodaphnia dubia (toxicidade aguda e crônica), além da determinação de parâmetrosquímicos e físico-químicos. Os resultados obtidos mostraram grande equivalência entre osparâmetros biológicos observados, sugerindo que nesse ambiente sob grande influênciaantrópica, o bioindicador coliformes termotolerantes foi mais restritivo e suficiente paraavaliar a segurança das águas superficiais.(AU)

Toxicidade aguda do nitrito em larvas do peixe-rei marinho Odontesthes argentinensis (Teleostei, Atherinopsidae)

This work evaluated the toxicity of nitrite on larvae of the marine pejerrey Odontesthes argentinensis through acute exposure during 96h. Larvae used in this experiment were cultivated in the Laboratory of Mariculture of the University of Rio Grande. During the tests temperature was 23°C, salinity 35‰, and 14 hours of light were provided. Every day dead larvae were removed and the experimental media were completely renewed. Larvae were deprived of food during the test. Concentrations for the acute tests were 50, 150, 250, 350 and 450mg L-1 N-NO2-, plus a control with no nitrite added. Lethal concentration for 50% of the organisms (LC50-96h), and its confidence interval, was 199.3 (142.0-279.6)mg L-1 N-NO2-. The results of the acute tests suggest that, as other species of marine fish larvae, O. argentinensis is tolerant to high concentrations of nitrite, and it is unlikely that it would be a problem for the intensive culture of this species.

Este trabalho visou a determinar o efeito tóxico do nitrito sobre larvas do peixe-rei marinho Odontesthes argentinensis através de testes agudos com 96h de duração. As larvas utilizadas neste experimento foram cultivadas no Laboratório de Maricultura da FURG (Rio Grande - RS). Foi utilizada água do mar filtrada na salinidade 35‰, na temperatura de 23°C, com fotoperíodo de 14 horas de luz e aeração constante. Diariamente, as larvas mortas foram retiradas e, em seguida, 100% do meio experimental foi renovado. Não foi fornecido alimento durante a exposição ao nitrito. As larvas foram expostas a cinco concentrações de nitrito: 50, 150, 250, 350 e 450mg L-1 N-NO2-, mais um controle onde o nitrito não foi adicionado. A CL50-96h (concentração letal para 50% dos organismos após 96 horas) e seu intervalo de confiança (95%) foram de 199,3 (142,0-279,6)mg L-1 N-NO2-. Os resultados deste trabalho sugerem que, assim como outras espécies de peixes marinhos, o O. argentinensis é uma espécie tolerante a altas concentrações de nitrito e é pouco provável que este último seja um problema para o cultivo intensivo desta espécie.

Toxicidade aguda do nitrito em larvas do peixe-rei marinho Odontesthes argentinensis (Teleostei, Atherinopsidae)

This work evaluated the toxicity of nitrite on larvae of the marine pejerrey Odontesthes argentinensis through acute exposure during 96h. Larvae used in this experiment were cultivated in the Laboratory of Mariculture of the University of Rio Grande. During the tests temperature was 23°C, salinity 35‰, and 14 hours of light were provided. Every day dead larvae were removed and the experimental media were completely renewed. Larvae were deprived of food during the test. Concentrations for the acute tests were 50, 150, 250, 350 and 450mg L-1 N-NO2-, plus a control with no nitrite added. Lethal concentration for 50% of the organisms (LC50-96h), and its confidence interval, was 199.3 (142.0-279.6)mg L-1 N-NO2-. The results of the acute tests suggest that, as other species of marine fish larvae, O. argentinensis is tolerant to high concentrations of nitrite, and it is unlikely that it would be a problem for the intensive culture of this species.

Este trabalho visou a determinar o efeito tóxico do nitrito sobre larvas do peixe-rei marinho Odontesthes argentinensis através de testes agudos com 96h de duração. As larvas utilizadas neste experimento foram cultivadas no Laboratório de Maricultura da FURG (Rio Grande - RS). Foi utilizada água do mar filtrada na salinidade 35‰, na temperatura de 23°C, com fotoperíodo de 14 horas de luz e aeração constante. Diariamente, as larvas mortas foram retiradas e, em seguida, 100% do meio experimental foi renovado. Não foi fornecido alimento durante a exposição ao nitrito. As larvas foram expostas a cinco concentrações de nitrito: 50, 150, 250, 350 e 450mg L-1 N-NO2-, mais um controle onde o nitrito não foi adicionado. A CL50-96h (concentração letal para 50% dos organismos após 96 horas) e seu intervalo de confiança (95%) foram de 199,3 (142,0-279,6)mg L-1 N-NO2-. Os resultados deste trabalho sugerem que, assim como outras espécies de peixes marinhos, o O. argentinensis é uma espécie tolerante a altas concentrações de nitrito e é pouco provável que este último seja um problema para o cultivo intensivo desta espécie.