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UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO I SIMPÓSIO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÃO FRANCISCO Integrando conhecimentos científicos em defesa do Velho Chico.

BIOENSAIO COM O SISTEMA- TESTE Allium cepa L. SUGERE TOXICIDADE EM AMOSTRAS DE ÁGUA COLETADAS NO RIO SÃO FRANCISCO (PETROLINA/PE) Cinthia Silva dos Santos; Ilka Fernanda Mendes Pereira; Laysla dos Santos Motta; Paula Teresa de Souza e Silva; Ana Christina Brasileiro Vidal; Draulio Costa Silva; Kyria Cilene de Andrade Bortoleti Petrolina, 2016

1

INTRODUÇÃO

ellocoquecorre.com

mundoeducacao.com.br

discovery.com

2

INTRODUÇÃO Ø Influências antrópicas: o Poluição; ü Manutenção da infraestrutura de saneamento básico ü Descarga de resíduos ü Qualidade dos efluentes Singh, 2010)

o Persistência de compostos químicos Andrade, 2003).

brasilescola.com.br

(Reza; (Silva; Heuser;

youtube.com

3

3

INTRODUÇÃO ØSubmédio São Francisco Petrolina/ PE/Juazeiro/ BA o 491.927 habitantes

(IBGE, 2016);

o 42% da carga poluente; bahia.ws

Crescimento urbano

4

INTRODUÇÃO ØSubmédio São Francisco Petrolina/ PE/Juazeiro/ BA o 491.927 habitantes

(IBGE, 2016);

o 42% da carga poluente; bahia.ws

Expansão industrial

5

INTRODUÇÃO ØSubmédio São Francisco Petrolina/ PE/Juazeiro/ BA o 491.927 habitantes

(IBGE, 2016);

o 42% da carga poluente;

bahia.ws

Agricultura irrigada revistarural.com.br

rotadosertao.com

6

INTRODUÇÃO Hidrocarbone tos aromáticos

Metais pesados

assisramalho.com.br

Pesticidas

viverbemmeubem.blogspot.com.b r

7

INTRODUÇÃO Ø Danos genéticos: o Quebras do DNA; o Alterações na replicação e transcrição do DNA; o Alterações nas fibras do fuso acromático; Frenzili et al (2009) o Formações de micronúcleos.

Marin-Morales (2009)

8

INTRODUÇÃO Ø Danos genéticos: Propriedades Aneugênicas (número cromossômico)

Propriedades Clastogênicas (estrutura cromossômica)

Marin-Morales (2009)

9

INTRODUÇÃO ØBioensaios genéticos o Allium cepa L. ü USEPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos) (Grant, 1999; Khan et al., 2011) ü IPCS (Programa Internacional de Segurança Quimica) ü UNEP (Programa Ambiental das Nações Unidas)

flores.culturamix.com

10

INTRODUÇÃO Ø Allium cepa L. o Presença de cromossomos grandes; o Número reduzido (2n = 16); o Morfologia definida; o Altamente sensível; o Baixo custo; o Resposta rápida; o Correlação com outros sistemas/ testes.

Fonte: Kyria Bortoleti

11

11

INTRODUÇÃO Ø Sistema/ teste Allium cepa L.: Toxicidade

Distúrbio capaz de interferir drasticamente na fisiologia do organismo

Marin-Morales (2009)

12

INTRODUÇÃO Ø Sistema/ teste Allium cepa L.: Citotoxicidade

Célula inicia apoptose Marin-Morales (2009)

13

INTRODUÇÃO Ø Sistema/ teste Allium cepa L.: Genotoxicidade

Danos ao material genético são passiveis de reparo Marin-Morales (2009)

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INTRODUÇÃO Ø Sistema/ teste Allium cepa L.: Mutagenicidade

Danos ao material genético que não podem ser reparados pela célula Marin-Morales (2009)

15

OBJETIVOS

Ø Investigar o potencial t ó xico, citot óxico, genot ó xico e mutag ê nico de poss íveis contaminantes presentes em amostras de águas do rio São Francisco (Petrolina/ PE/Vale Subm é dio do S ã o Francisco), receptor de efluentes industriais, urbanos e agr ícolas, mediante a utilização de bioensaios genéticos com o organismo teste Allium cepa.

16

METODOLOGIA Ø Área de coleta Estação de estiagem (1, 26 mm)

17

METODOLOGIA ØAmostragem: Montante 100 m Efluente 100 m Jusante Fonte: Ilka Mendes

18

METODOLOGIA ØAmostragem: 10 m10 m

Monta nte Efluen te

Triplicatas

Amostras compostas

10 m10 m

50 m

10 m10 m

50 m

Jusant e

19

metodologia

Montante Efluente Fonte: Ilka Mendes

Jusante

Triplicata

CETESB (1987)

Laboratรณr io

20

METODOLOGIA Perfil físico e químico da água

Variáveis hidroquímica s (Sonda Hanna)

Temperatura pH Oxigênio dissolvido Turbidez Condutividade elétrica Totais de sólidos dissolvidos Medidas in situ

Quantificação de metais pesados

Concentraçõe s de nutrientes

Níquel Manganês Cobre Cromo Chumbo Ferro Zinco

Amônia Nitrito Nitrato

3030E (APHA, 2012)

(APHA, 2001; 2005)

21

METODOLOGIA Ø Bioensaio com Allium cepa L.

Flickr.com

15mL das amostras

MMS

Índice de Germinação (IG)

Controle negativo

Trifluralina

Compriment o das raízes (VCMR)

Fixação em Carnoy

22

METODOLOGIA Ø Bioensaio com Allium cepa L.

Flickr.com

15mL das amostras

MMS

Preparação das lâminas

Controle negativo

Trifluralina

Método de Feulgen

Análise microscópic a

23

METODOLOGIA Ø Bioensaio com Allium cepa L.

Flickr.com

15mL das amostras

MMS

Índice mitótico (IM)

Controle negativo

Trifluralina

Índice de Alterações cromossômicas (IAC)

Índice de Mutagenicidad e (Imut)

24

METODOLOGIA Ø Bioensaio com Allium cepa L.

Flickr.com

15mL das amostras

MMS

15 lâminas/trata mento

Controle negativo

Trifluralina

7500 células/tratam ento

Kruskal-Wallis 5%, seguido de Tukey

25

RESULTADOS E DISCUSSÃO Tabela 1. Valores das variáveis físicas e químicas obtidos nas amostras de água coletadas no Rio São Francisco (S 09º 24. 339’ W 040 28. 059’) durante a estação seca (Agosto/2015).

PARÂMETROS Temperatura

MONTANTE

EFLUENT E

JUSANTE

CONAMA (357/2005)

23,2

23,3

23,5

OD (mg/L)

8,2

7,9

7,3

pH

7,88

8,26

8,26

CE (μS/cm)

69,3

66

67,4

TDS (mg/L)

35

33,7

34

< 500 mg/L

Turbidez

7,69

6,13

7,71

> 5 mg/L

Nitrato (mg/L)

0

0

3,156

< 10,0 mg/L

Nitrito (mg/L)

0

0,021

0

<1,0 mg/L

Fósforo (mg/L P)

0

0

0

Até 0,1 mg/L

0,24

0,24

0,12

(°C)

Nitrogênio Amoniacal (mg/L N)

/ >6,0 mg/L pH: 6,0/

9,0

/

2,0 mg/L 7,5<pH≤8,0

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Tabela 2. Quantificação de metais pesados nas amostras de água coletadas no rio São Francisco (S 09º 24. 339’ W 040 28. 059’) durante a estação seca (Agosto/2015).

PARÂMETROS (mg/L)

MONTANTE

EFLUENTE

JUSANTE

CONAMA (375/2005)

Níquel (Ni)

0,0477

0,0538

0,0419

0,025 mg/L Ni

Chumbo (Pb)

0,0036

0,0124

0,0064

0,01 mg/L Pb

Ferro (Fe)

0,1507

0,1758

0,1228

0,3 mg/L Fe

Zinco (Zn)

0,0026

0,0300

0,0081

0,18 mg/L Zn

Cobre (Cu)

0,0325

0,0347

0,0297

0,02 mg/L Cu

Manganês (Mn)

0,0663

0,0603

0,0724

0,1 mg/L Mn

Cromo (Cr)

0,0636

0,0503

0,0685

0,05 mg/L Cr

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Ø As atividades no entorno justificam a presen ç a de metais o Elevadas concentrações de metais Ni, Cu e Cr ü Incinera ç ã o e reciclagem de produtos; ac ú mulo de res í duos urbanos e dom ésticos, bem como de despejos de efluentes industriais (Cempel e Nikel, 2006; CETESB, 2013; Soni et al., 2015)

ü Composi ç ã o de fertilizantes, fungicidas, bactericidas e algicidas, bem como em resíduos municipais Sampaio et al., 2013)

Who, 1998; Mahajan e Sood, 2007; CETESB, 2013;

ü Curtimento de couro

28

RESULTADOS E DISCUSSÃO Tabela 3. Avalia ç ã o do teste de toxicidade, citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade mediante o IM ( Í ndice Mit ó tico), IMUT ( Í ndice de Mutagenicidade), IAC (Índice de Alterações Cromossômicas), VCMR (Variação do Comprimento Médio das Raízes) e IG ( Í ndice de Germina ç ã o) no sistema Allium cepa submetido aos tratamentos com amostras de água coletadas no rio São Francisco (S 09º 24. 339’ W 040 28. 059 ’ ) durante TRATAM estação seca (Agosto/2015).

IG VCMR IM IMUT IAC

ENTOS H2 0

89,73%

0,71±0,07c

22,6±7,0C

0,2±0,2b

0,4±0,2bc

MMS

84,52%

0,71±0,07c

15,69±7,03

1,26±1,07a

1,81±1,29a

TRI

70,48%

0,36±0,06ab

13,05±4,74a

0,36±0,41b

1,23±0,71a

MONTAN TE

68%

0,66±0,12abc 22,01±12,38

0,19±0,23b

0,55±0,34b

EFLUENT E

61,33%

0,53±0,15abc

16,10±9,55

0,36±0,50b

0,55±0,55b

JUSAzNT E

60,67%

0,77±0,20c

16,39±5,74

0,55±0,39b

0,80±0,50b

Legenda: MMS (Metilmetanosulfonato); Tri (Trifluralina); Valores correspondem à m é dia ± desvio padr ã o. a: Significativo utilizando o Anova (p<0,05) quando comparado ao controle negativo; b: Significativo utilizando o Anova (p<0,05) quando comparado ao MMS; c: Significativo utilizando o Anova (p<0,05) quando comparado à Tri.

29

RESULTADOS E DISCUSSÃO IG

Ni, Cu e Cr

VCMR

Ni Inibi ç ã o do crescimento da raiz pela ação dose dependente (Liu et al., 1994; Mesi e Kopliku, 2014)

30

RESULTADOS E DISCUSSÃO IG VCMR

Ni, Cu e Cr

Cu Capacidade de inibir a replica ç ão do DNA (Qin et al., 2015)

31

RESULTADOS E DISCUSSĂ&#x192;O IG VCMR

Ni, Cu e Cr

Cr Altera as atividades de enzimaschave do ciclo celular, como a Calmodulina (Liu et al., 1992)

32

RESULTADOS E DISCUSSĂ&#x192;O IG

Ni, Cu e Cr

VCMR

Ni, Cu e Cr Podem atuar isolada ou conjuntamente, potencializando a resposta aditiva ou sinergica aos contaminantes (Ping et al., 2012)

33

RESULTADOS E DISCUSSÃO Tabela 3. Avalia ç ã o do teste de toxicidade, citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade mediante o IM ( Í ndice Mit ó tico), IMUT ( Í ndice de Mutagenicidade), IAC (Índice de Alterações Cromossômicas), VCMR (Variação do Comprimento Médio das Raízes) e IG ( Í ndice de Germina ç ã o) no sistema Allium cepa submetido aos tratamentos com amostras de água coletadas no rio São Francisco (S 09º 24. 339’ W 040 28. 059 ’ ) durante estação seca (Agosto/2015).

TRATAM

IG

VCMR

IM

IMUT

IAC

H2 0

89,73%

0,71±0,07c

22,6±7,0C

0,2±0,2b

0,4±0,2bc

MMS

84,52%

0,71±0,07c

15,69±7,03

1,26±1,07a

1,81±1,29a

TRI

70,48%

0,36±0,06ab

13,05±4,74a

0,36±0,41b

1,23±0,71a

MONTAN TE

68%

0,66±0,12abc 22,01±12,38

0,19±0,23b

0,55±0,34b

EFLUENT E

61,33%

0,53±0,15abc

16,10±9,55

0,36±0,50b

0,55±0,55b

JUSAzNT E

60,67%

0,77±0,20c

16,39±5,74

0,55±0,39b

0,80±0,50b

ENTOS

Legenda: MMS (Metilmetanosulfonato); Tri (Trifluralina); Valores correspondem à m é dia ± desvio padr ã o. a: Significativo utilizando o Anova (p<0,05) quando comparado ao controle negativo; b: Significativo utilizando o Anova (p<0,05) quando comparado ao MMS; c: Significativo utilizando o Anova (p<0,05) quando comparado à Tri.

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Excesso de metais em plantas Causa altera ç ã o permeabilidade

na estrutura e da membrana

(Patra et al., 2004; Shanker et al., 2005; Sharma e Dhiman, 2013)

Induzem quebras cromoss ô micas, forma ç ão de micron ú cleos, liga ç õ es cruzadas entre DNA-DNA e DNA-prote í na, altera ç õ es de forma ç ã o de fusos mit ó ticos e indu ç ã o de trocas entre crom á tides irm ãs (Knasmuller et al., 1998; Chandra et al., 2005; Egito et al., 2007)

35

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Altera ç õ es cromoss ô micas encontradas em c élulas meristemáticas de Allium cepa após exposição às amostras de á gua e sedimento coletadas no rio S ã o Francisco. A. Broto nuclear. B. Micron ú cleos. C. Met á fase com perda cromossômica. D. Anáfase com quebras cromossômicas; E. Anáfase final com quebras cromossômicas; F. Telófase com pontes e quebra quebra cromossômicas.

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Excesso de metais em plantas

A suposi ç ã o que a intera ç ã o destes metais tenha acarretado uma resposta antagonista, diminuindo os efeitos de uma ou até de todas as subst â ncias envolvidas na mistura n ão pode ser descartada.

(Ping et al., 2012)

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CONCLUSÕES Ø O presente trabalho sugere a presen ç a de toxicidade nas amostras de á gua coletadas à montante, no efluente e à jusante de um despejo de efluente industrial no rio São Francisco; Ø Tal dado ressalta a import â ncia de estudos de diagn ó stico e monitoramento da á rea para assegurar as reais condi ç õ es do ecossistema, bem como possibilitar medidas estratégicas de intervenções para a melhoria deste recurso hídrico.

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AGRADECIMENTOS

39

Obrigada pela atenção!

40