Ensaios de toxicidade para avaliagao de águas superficiais estuarinas usando Nitocra sp. como organismo-teste alternativo / Toxicity tests for the evaluation of estuarine surface waters using Nitocra sp. as an alternative test organism

Resumo A crescente poluigao de ambientes marinhos e estuarinos por descarga de efluentes é um problema mundial. Os ensaios ecotoxicológicos vem sendo amplamente utilizados para monitorar os efeitos deste tipo de poluigao e, atualmente sao incorporados na legislagao ambiental de diversos países, nomeadamente no Brasil. Contudo, sao poucos os estudos realizados em áreas costeiras e a padronizagao de métodos com organismos nativos, representativos de ecossistemas locais, é insuficiente. Nitocra sp. tem sido eficientemente utilizado em ensaios ecotoxicológicos com sedimentos e águas intersticiais, sendo neces-sário avaliar a sua adequagao na análise de águas superficiais estuarinas. Amostras pontuais de agua do baixo estuário Jundiaí -Potengi (EJP) foram coletadas mensalmente durante 18 meses, em áreas com (CE) e sem (SE) recegao de efluentes tratados. Nitocra sp. e Mysidopsis juniae (espécie padronizada) foram os organismos teste utilizados nos ensaios ecotoxicológicos. Efeitos letais (taxa de mortalidade) e subletais (taxa de reprodugao) foram analisados considerando a caracterizagao microbiológica e físico-química das amostras testadas. Os teores de oxigenio dissolvido, salinidade, demanda bioquímica de oxigenio, nitrogenio amoniacal e amoniacal total, nitrogenio total, óleos e graxas, sólidos suspensos e sedimentáveis, potássio total e coliformes termotolerantes determinados nas amostras CE e SE, traduzem diferentes níveis de poluigao nos locais amostrados. As cartas-controle de Nitocra sp. e M. juniae indicaram boa reprodutibilidade laboratorial, e apesar dos organismos teste terem exibido diferentes perfis ecotoxicológicos, o aumento da taxa de mortalidade de ambos esteve associada a emissao de esgoto tratado. O uso de diferentes organismos teste favorece a representatividade dos ensaios ecotoxicológicos. Considerando o perfil de Nitocra sp. no monitoramento do EJP, o seu estabelecimento como organismo-teste padronizado necessita de mais estudos, incluindo a utilizagao de nauplii em bioensaios.

Abstract Increasing pollution of marine and estuarine environments from wastewater discharge is a worldwide problem. Eco-toxicological tests are widely used to monitor the effects of this type of pollution and are currently being incorporated into the environmental legislation of several countries, including Brazil. However, few studies have been conducted in coastal areas, and standardization of methods with native organisms representative of local ecosystems is insufficient. Nitocra sp. has been efficiently used in ecotoxicological tests with sediments and interstitial waters, and its suitability for estuarine surface water analysis needs to be assessed. Point samples from the lower Jundiaí-Potengi estuary (JPE) in areas with (CE) and without (SE) discharge of treated effluents were collected monthly for 18 months. Nitocra sp. and Mysidopsis juniae (standardized species) were the test organisms used in the ecotoxicological assays. The lethal (mortality rate) and sublethal (reproduction rate) effects were analyzed considering the microbiological and physicochemical characterization of the tested samples. Dissolved oxygen, salinity, biochemical oxygen demand, ammoniacal and total ammoniacal nitrogen, total nitrogen, oils and greases, suspended and settleable solids, total potas-sium and thermotolerant coliform bacteria determined in samples from CE and SE, reflect varying levels of pollution at the sampled sites. The control charts of Nitoera sp. and M. juniae indicated good reproducibility in the laboratory, and although the test organisms had different ecotoxicological profiles, the mortality rate of both organisms was related to the discharge of treated wastewater. The use of different test organisms increases the representativeness of the ecotoxicological tests. Given the profile of Nitoera sp. in JPE monitoring, further studies, including the use of nauplii in bioassays, are needed to establish it as standardized test organism.

Sewage static system influence on the concentrations of nitrogen compounds in unconfined aquifers / Influência de sistemas estáticos de esgotamento sanitário nas concentrações de compostos nitrogenados em aquíferos livres

ABSTRACT This research aimed to investigate the relation between sanitary situation and groundwater quality, using the concentration of nitrogenous compounds. The aquifer studied is unconfined and situated in the periurban zone of Fortaleza (NE Brazil). Through the Geographic Information System (GIS), a relational database was created using data from the IBGE demographic census (2011), to analyze numbers of households linked to septic tanks or rudimentary cesspit. The groundwater quality was evaluated based on nitrogen compounds (N-NH3 +; NO2 -; N-NO3 -), pH, and total dissolved solids (TDS). The highest concentrations of nitrates are found in areas with a higher density of septic tanks and rudimentary cesspit. Furthermore, nitrate was more present in water table above 6.6 m, mainly in the interfluvial zones, which have a high oxidation potential. The results contribute to the loss of contamination, based on the number of households with septic tanks and rudimentary cesspit, in unconfined aquifers, which were more vulnerable to contamination, mainly in peripheric expansions areas in the cities, where the deficit in sewage services tends to be high.

RESUMO Esta pesquisa teve como objetivo investigar a relação entre a situação sanitária e a qualidade da água subterrânea, usando concentrações de compostos nitrogenados. O aquífero estudado é do tipo livre e se encontra situado na zona periurbana da cidade de Fortaleza (NE Brasil). Através do Sistema de Informação Geográfica (SIG), foi criado um banco de geodados relacional utilizando dados do censo demográfico do IBGE (2011), analisando o número de domicílios vinculados a fossas sépticas e fossas rudimentares. A qualidade da água subterrânea foi avaliada com base em compostos nitrogenados (N-NH3 +; NO2 -; N-NO3 -), pH e sólidos totais dissolvidos (STD). As altas concentrações de nitrato estão associadas a maior ocorrência de fossas sépticas e rudimentares, principalmente. Além disso, a ocorrência do nitrato ocorre em áreas de níveis estáticos acima de 6,6 m, principalmente nos setores interfluviais, que apresenta alto potencial de oxidação. Os resultados contribuem para predição da contaminação, tendo em vista a quantidade de domicílios com fossas sépticas e rudimentares, sobre aquíferos livres, que são mais vulneráveis à contaminação, sobretudo em áreas de expansão periférica da cidade, onde o déficit de esgotamento sanitário tende a ser maior.

Atividade estrogênica de desreguladores endócrinos em águas superficiais do município de Santa Maria Madalena, Sudeste do Brasil / Estrogenic activity of endocrine disruptors in the surface water of Santa Maria Madalena, Southeastern Brazil

RESUMO Nas últimas décadas se intensificou o lançamento, no meio hídrico, de contaminantes com capacidade de desregulação endócrina. Nesse contexto, a aplicação e o aprimoramento de métodos analíticos eficientes passam a ser cada vez mais requeridos para verificar os potenciais impactos dessas substâncias sobre os organismos a elas expostos. Bioensaios podem ser conduzidos para esse fim, como, por exemplo, o ensaio in vitro yeast estrogen screen (YES), que permite a detecção de compostos estrogênicos e citotóxicos. Este estudo, aplicando tal ensaio, investigou a atividade estrogênica das águas e seus potenciais riscos à biota aquática de dois corpos hídricos do município de Santa Maria Madalena, no estado do Rio de Janeiro, Sudeste do Brasil. Observou-se atividade estrogênica apenas no córrego São Domingos, com concentrações de equivalente estradiol (EQ-E2) de 23 e 10.4 ng.L−1 no período de estiagem e chuvoso, respectivamente. Os potenciais riscos desse nível de atividade estrogênica foram mensurados por meio de uma avaliação de risco, que revelou alto e médio risco nas estações seca e chuvosa, respectivamente. Cabe mencionar que, entre os corpos hídricos estudados, a área do córrego São Domingos é aquela com maior adensamento populacional e menor cobertura de coleta e tratamento de esgotos. O ensaio YES mostrou ser uma boa ferramenta para a detecção da presença de desreguladores endócrinos estrogênicos, que pode subsidiar o avanço do conhecimento de corpos hídricos e a formulação de legislação e regulamentações da área ambiental.

ABSTRACT In recent decades, the release of contaminants with endocrine disrupting capacity into the water environment has intensified. In this context, the application and improvement of efficient analytical methods are increasingly required to verify the potential impacts of these substances on the organisms exposed to them. Bioassays can be conducted with this purpose, such as the yeast estrogen screen (YES) in vitro assay, which allows the detection of estrogenic and cytotoxic compounds. This study, applying the YES assay, investigated the estrogenic activity and its potential risks to the aquatic biota of two streams in Santa Maria Madalena, Rio de Janeiro State, Southeastern Brazil. Estrogenic activity was observed only in São Domingos stream, with estradiol equivalent (EEQ) concentrations of 23 and 10.4 ng.L−1 during the dry and rainy season, respectively. The potential risks of this level of estrogenic activity were evaluated by a risk assessment, which revealed a high and medium risk to the local biota in the dry and rainy seasons, respectively. Among the studied water bodies, São Domingos watershed has a bigger population density and less sewage collection and treatment comparatively to Ribeirão Santíssimo stream. The YES assay presented itself as a useful tool for spotting estrogenic endocrine disruptors, with the potential to help in expanding knowledge about water bodies and to create and enforce environmental legislation and regulations.

Avaliação ecotoxicológica de efluentes tratados por alagados construídos / Ecotoxicological evaluation of effluents treated by constructed wetlands

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de alagados construídos com fluxo subsuperficial horizontal cultivados com as macrófitas aquáticas Eleocharis sp. (junco) e Typha sp. (taboa) na redução da toxicidade de efluentes domésticos. Para isso, foram utilizados ensaios ecotoxicológicos com o microcrustáceo Daphnia similis, a dicotiledônea Lactuca sativa (alface), a monocotiledônea Sorghum vulgare (sorgo) e as macrófitas aquáticas Lemna sp. (lentilha-d'água) e Azolla sp. O efluente doméstico mostrou-se tóxico à Daphnia similis com média de EC50 de 1,3%. Os tratamentos com macrófitas reduziram significativamente a toxicidade do efluente, com médias de EC50 de 73% para o tratamento com junco, 53,17% para o com taboa e 78,25% para o com taboa + junco. O controle (sem macrófitas) também reduziu significativamente a toxicidade, com média de EC50 de 63,13%. Nos ensaios de fitotoxidade, a alface e o sorgo não se mostraram sensíveis ao efluente analisado, embora sejam para outros tipos de efluentes. A macrófita Lemna sp. também não foi sensível ao efluente estudado, no entanto, observou-se a capacidade de identificar, com essa espécie, o potencial eutrofizante do efluente, já que esta se desenvolveu melhor no efluente bruto do que nos tratados. Com a macrófita Azolla sp., foi possível verificar que o efluente bruto apresenta maior potencial eutrofizante se comparado com os tratamentos com junco, taboa e controle, nos quais houve remoção de nitrogênio e fósforo. No entanto, evidenciou-se efeito tóxico para Azolla sp. nos efluentes tratados.

ABSTRACT The research objective was to evaluate the performance of wetlands constructed with vertical sub-surface flow cultivated with Eleocharis sp. (Junco) and Typha sp. (Taboa). For this, ecotoxicological tests were used with the microcrustacean Daphnia similis, with the dicotyledon Lactuca sativa (alface), the monocotyledon Sorghum vulgare (sorgo) and the aquatic macrophytes Lemna sp. (Duckweed) and Azolla sp. The domestic effluent was toxic to Daphnia similis with a mean EC50 of 1.3%. Macrophyte treatments significantly reduced effluent toxicity with EC50 averages of 73% for junco treatment, EC50 53.17% for taboa treatment, and EC50 78.25% for taboa + junco treatment. The control (without macrophytes) also significantly reduced toxicity, with a mean EC50 of 63.13%. In the phytotoxicity tests, lettuce and sorgo were not sensitive to the analyzed effluent, although they were for other types of effluents. The macrophyte Lemna sp. was also not sensitive to the effluent studied. However, it was possible to identify the eutrophic potential of the effluent with this species, since it was better developed in the raw effluent than in treated ones. With the macrophyte Azolla sp., it was possible to verify that the raw effluent has greater eutrophic potential when compared to the treatments with junco, taboa and control, where nitrogen and phosphorus removal was observed. However, toxic effect was observed for Azolla sp. in treated effluents.

Aquatic life protection index of an urban river Bacanga basin in northern Brazil, São Luís - MA / Índice de proteção da vida aquática em uma bacia urbana do rio Bacanga no norte do Brasil, São Luís - MA

Abstract Bacanga River Basin faces environmental problems related to urbanization and discharge of untreated domestic sewage, which compromise its ecosystem health. Due to the small number of studies that assessed its water quality, the present study aimed to assess the current status of this ecosystem based on the aquatic life protection index. Samples were carried out every two months, in a total of six events, in six sites along the basin, where the water samples were collected to assess physicochemical parameters and calculate the trophic state index and the index of minimum parameters for the protection of aquatic communities. The data were also compared with values determined by the resolution National Environment Council - CONAMA 357/05. Our results reveal significant changes in the water quality of Bacanga River Basin. An increase in nutrients and chlorophyll-a concentration led it to eutrophication. The surfactant values were high and put in danger the aquatic biota. Dissolved oxygen rates were below the values allowed by the resolution in most sites sampled. The current water quality is terrible for the protection of aquatic life in 61.92% of the sites sampled.

Resumo A Bacia Hidrográfica do rio Bacanga (BHRB) apresenta problemas ambientais relacionados a urbanização e lançamentos de esgoto in natura que comprometem a qualidade desse ecossistema. Devido ao reduzido número de estudos associados à avaliação da qualidade da água no local, este estudo teve como objetivo avaliar a situação atual desse ecossistema por meio do Índice de Proteção da Vida Aquática. Seis amostragens bimestrais foram realizadas em seis pontos ao longo da bacia, coletando parâmetros físico-químicos para a aplicação do Índice de Estado Trófico e Índice de Parâmetros Mínimos para a Proteção da Vida Aquática, relacionando-os com a resolução Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA/357. Os resultados revelaram alterações significativas na qualidade da água da BHRB, o aumento de nutrientes e das concentrações de clorofila-a conduziram ao um estado geral de eutrofização. Os valores de surfactantes foram altos colocando em risco a biota aquática e as taxas de oxigênio dissolvido estiveram abaixo do permitido pela resolução na maioria dos pontos amostrados. A situação atual da qualidade da água para proteção da vida aquática é péssima em 61,92% dos pontos amostrados.