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Title: Avaliação dos níveis de metais e metalotioneínas em poliquetas de áreas altamente impactadas da Baía de Guanabara: potencial uso para biomonitoramento
Authors: Villar, Leonardo Silveira
metadata.dc.contributor.advisor: Santelli, Ricardo Erthal
metadata.dc.contributor.advisorco: Machado, Wilson Thadeu Valle
metadata.dc.contributor.members: Silva Filho, Emmanoel Viera da
Maddock, John Edmund Lewis
Arruda, Marco Aurélio Zezzi
Fernandez, Marcos Antônio dos Santos
Issue Date: 2010
Abstract: Ensaios de curta duração envolvendo exposição de diferentes espécies de poliquetas têm sido empregados para avaliar a toxicidade de sedimentos marinhos. Porém, ainda existe necessidade de se desenvolver ensaios para medir os efeitos em níveis subletais predizendo o efeito de contaminantes em nível de população. Este estudo avaliou o potencial uso de poliquetas como um organismo indicador de contaminação ambiental por metais, utilizando a determinação de suas concentrações e de biomarcadores em nível molecular (metalotioneínas) na espécie Laeonereis culveri (Poliqueta: Nereididae). Organismos e sedimentos foram coletados em duas áreas da Baía de Guanabara, RJ (Jardim Gramacho e Mauá), com o objetivo de se investigar o uso desta espécie para biomonitoramento da qualidade ambiental e a influência do fracionamento geoquímico e dos sulfetos voláteis em ácido (AVS) sobre a biodisponibilidade de metais nos sedimentos. Uma extração sequencial foi proposta empregando em uma primeira etapa a extração a frio utilizando HCl 6 mol L-1, correspondendo aos metais simultaneamente extraídos ao AVS (SEM), e o resíduo obtido foi submetido à extração pelo método EPA 3051, em uma segunda etapa. A aplicação desta metodologia permitiu estimar a fração fracamente ligada aos sedimentos, assumida como potencialmente biodisponível. Amostras de sedimentos foram analisadas para a determinação do teor de matéria orgânica, análise granulométrica e concentração dos metais de interesse ambiental (Ag, Fe, Mn, Zn, Cd, Cu, Pb e Ni). Paralelemente, as concentrações de metais no tecido dos organismos foram determinadas, e os resultados foram apresentados com base em três classes de tamanho adotadas (<3 cm, 3-5 cm e 5-8 cm de comprimento). No manguezal de Gramacho, foram realizadas coletas na estação úmida (fevereiro/2009) e também na estação seca (junho/2009). Na outra área, foram realizadas duas amostragens consecutivas (agosto e setembro/2009). Os níveis dos metais nos organismos se mostraram ligeiramente maiores (para todas as classes de tamanho) em Mauá onde os sedimentos não apresentaram um excesso de AVS em relação ao SEM. Apenas a Ag apresentou tendência bem definida de aumento de concentração no organismo com o aumento da classe de tamanho, somente em Gramacho. No presente estudo, os poliquetas tiveram os níveis de metalotioneínas (MTs) medidos para as regiões de Gramacho e Mauá, com base nas 3 classes de tamanho adotadas. A primeira região mencionada apresentou maiores níveis de MTs. As MTs nos organismos de maior tamanho da área de Gramacho apresentaram valor médio de concentração de 96,5 g g-1 , e se mostraram superiores aos das outras classes, que foram similares com médias iguais a 31,0 e 38,6 g g-1. Os poliquetas do manguezal de Mauá não apresentaram grande variabilidade nos níveis de MTs entre as diferentes classes de tamanho com valores médios entre 14,8 e 20,8 g g-1. Alterações morfológicas nos organismos foram avaliadas para ambas as áreas. Um total de 80% dos organismos amostrados em Gramacho e 36% dos provenientes de Mauá apresentaram um tipo de alteração morfológica (lígula bifurcada, tumoração e atrofia), refletindo efeitos deletérios dos ambientes poluídos que habitam.
metadata.dc.description.abstractother: assess marine sediment toxicity. However there are needs to develop long-term assays that measure the effects on sub-lethal endpoints, predicting impacts at population level. This study evaluated the potential use of polychaetes as indicators of metal contamination, using the determination of metal concentrations and molecular biomarkers (metalothioneins) in Laeonereis culveri (Polychaeta, Nereididae). Organisms and sediments were collected in two polluted sites located in Guanabara Bay, RJ (Jardim Gramacho e Mauá), to investigate the use of this species in environmental monitoring assessments and the influence of metal geochemical partitioning and acid volatile sulfides (AVS) in sediments on the metal bioavailability. A sequencial extraction was proposed, using in the first step an extraction in cold 6 mol L-1 HCl, corresponding to the metals simultaneously extracted to AVS (SEM), and the sediment residue was used in a second extraction, according to EPA 3051 method. This method allowed an evaluation of the metals in a weakly-bound fraction in sediments, assumed as potentially bioavailable. Sediment samples were analyzed for organic matter content, grain size and metals of environmental interest (Ag, Fe, Mn, Zn, Cd, Cu, Pb and Ni). Metal concentrations were determined in three size classes of organisms (<3 cm, 3-5 cm and 5-8 cm lenght). For Gramacho area, sampling was carried out in the wet (February/2009) and dry (June/2009) seasons, and two sampling were carried out in the other area (august/2009 and September/2009) in the dry season. Metal concentrations in worms were higher in Mauá, where sediments presented AVS levels not exceeding SEM levels. Only the Ag presented a well defined trend of concentration increase with the increase in organism length. In the present study, concentrations of metalothioneins (MTs) were presented according to the three size classes adopted. Organisms from Gramacho showed the higher levels of MTs. For Gramacho, organisms from the larger size showed more elevated MT concentrations (96,5 g g-1) than other organisms (31,0 e 38,6 g g-1). Organisms from Mauá presented low variability among size classes (means from 14,8 to 20,8 g g-1). A total of 80% of organisms from Gramacho and 36% of organisms from Maua presented some kind of morphological alteration (atrophy of dorsal cirri, bifurcated ligule and tumors), reflecting the deleterious effects of the inhabited polluted environments. Therefore, an integration of polychaete molecular and systemic biomarkers presents a potential use in environmental quality assessments.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/8563
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