Ecotoxicologia - resumo

Prévia do material em texto

ANÁLISE AMBIENTAL - ECOTOXICOLOGIA 
ECOTOXICOLOGIA 
Definido em 1969 por Truhaut e depois em 1978 
por Butler, como “o ramo da toxicologia que estuda 
os efeitos tóxicos das substâncias, naturais ou 
artificiais, sobre os organismos vivos, animais ou 
vegetais, aquáticos ou terrestres, que constituem a 
biosfera”. O esquema a seguir mostra um paralelo 
entre a toxicologia e a ecotoxicologia (atualmente 
denominada Toxicologia ambiental). São 
denominados bioensaios ou ensaios biológicos. 
 
A IMPORTÂNCIA: A análise ecotoxicológica 
diferentemente da análise química, atua na 
avaliação da toxicidade da amostra como um todo, 
sendo capaz de avaliar a toxicidade real de 
poluentes sobre o ecossistema. A análise química 
atua na identificação e quantificação dos 
constituintes químicos isolados da amostra, 
avaliando a toxicidade isolada de cada constituinte 
químico. Um exemplo dessa diferenciação pode 
ser visualizado no caso de descargas de água 
residuais, que apresentam uma grande 
complexidade, e que o efeito global pode não 
corresponder à adição dos efeitos dos diferentes 
componentes presentes podendo ser sinergético 
(superior à adição dos valores de toxicidade dos 
diferentes constituintes analisados isoladamente) 
ou antagônico (inferior à adição dos valores de 
toxicidade dos diferentes constituintes analisados 
isoladamente). 
A respeito da toxicidade matriz de uma amostra, 
temos as seguintes classificações: 
Efeito de adição - efeito da mistura de dois agentes 
contaminantes é exatamente a soma dos efeitos 
de cada um. 
Efeito de potencialização - um dos contaminantes 
só tem efeito tóxico quando combinado com outro 
Efeito antagônico - quando misturados, diminui a 
ação tóxica. 
Efeito sinérgico – efeito combinado de dois 
contaminantes é muito maior do que a soma dos 
efeitos de cada um deles aplicados sozinhos. 
 
 
 
Exemplo: 
Tipo de 
interação 
Efeito 
tóxico do 
agente A 
Efeito 
tóxico do 
agente B 
Efeito 
combinado 
(A + B) 
Adição 20% 30% 50% 
Sinergismo 5% 10% 100% 
Potencialização 0% 20% 50% 
Antagonismo 20% 30% 5% 
 
O TESTE ECOTOXICOLÓGICO: mede os efeitos 
de diferentes concentrações de uma amostra em 
indivíduos de uma determinada espécie. A 
concentração de efeito (CE50) ou a concentração 
letal (CL50) corresponde a concentração da 
amostra responsável pelo efeito em 50% dos 
organismos testados. Estes tetes podem ser 
agudos ou crônicos, consoante a sua duração e o 
efeito observado. No caso dos testes agudos o 
efeito avaliado relaciona-se com as taxas de 
mortalidade, de imobilização ou de inibição do 
crescimento e quanto mais baixo for este valor, 
mais elevada é a toxicidade da amostra. Uma outra 
escala de medida de toxicidade bastante utilizada 
é a Unidade de Toxicidade (UT) que corresponde 
a (1/CE50) x 100. 
TERMINOLOGIA BÁSICA DA TOXICOLOGIA 
AQUÁTICA 
Dependendo do tipo de estudo a realizar, os testes 
ecotoxicológicos podem ser realizados utilizando 
organismos aquáticos ou terrestres, sendo 
elaborados ao nível do indivíduo, da população, da 
comunidade e até do ecossistema, podendo, em 
alguns casos prolongar-se durante vários anos. No 
processo de avaliação da toxicidade é de realçar a 
necessidade de realização de uma bateria de 
testes com organismos pertencentes a vários 
níveis tróficos diferentes, uma vez que estes 
organismos possuem uma sensibilidade diferente 
aos vários tipos de tóxicos. 
 
 
 
ANÁLISE AMBIENTAL - ECOTOXICOLOGIA 
TOXICIDADE AGUDA 
Os resultados dos testes de efeito agudo são 
expressos em CE50 e / ou CL50, concentração 
efetiva média ou concentração letal média, isto é, 
a concentração da substância em análise, por 
exemplo, do efluente, que causa efeito agudo. 
Testes de toxicidade aguda são experimentos de 
curta duração que proporcionam rápidas respostas 
na estimativa dos efeitos tóxicos letais de produtos 
químicos sobre organismos aquáticos. 
Seu principal objetivo é determinar as 
concentrações letais médias (CL50) em tempo 
reduzido de exposição, que geralmente varia entre 
24 e 96 horas. Os testes desta natureza 
disponibilizam informações básicas para outros 
estudos mais criteriosos como os testes de 
toxicidade crônica e avaliação de risco 
ecotoxicológico. 
Devido à facilidade de execução, curta duração e 
baixo custo, os ensaios de toxicidade aguda foram 
os primeiros a serem desenvolvidos e, portanto, 
constituem a base de dados ecotoxicológicos. Nos 
ensaios de toxicidade aguda usualmente os 
critérios de avaliação são a mortalidade e a 
imobilidade dos organismos-teste; sendo que no 
geral, observa-se a mortalidade para peixes e a 
imobilidade para invertebrados, isto porque são 
critérios de fácil determinação e tem significado 
biológico e ecológico para o ambiente. Os testes 
agudos são importantes, pois são estudos 
realizados para determinar a “magnitude do risco” 
de determinada substância tóxica. 
Classificação quanto a toxicidade aguda para 
peixes e invertebrados: 
Categoria CL50 ou CE50 (mg.L
-1) 
Extremamente tóxico < 0,1 
Altamente tóxico < 1,0 
Moderadamente tóxico 1,0 – 10 
Ligeiramente tóxico 10 – 100 
Praticamente não-tóxico > 100 
 
A menor dose ou concentração necessária para 
produzir uma resposta aguda é um indicador de 
maior risco que a substância oferece ao meio 
ambiente. 
TOXICIDADE CRÔNICA 
Nos testes de toxicidade crônica o objetivo é 
estudar a exposição repetida e prolongada de uma 
substância. Ele permite avaliar o potencial 
carcinogênico. Efeito crônico é um efeito adverso 
no organismo-teste em que sintomas se repetem 
com frequência ou desenvolvem-se lentamente 
por um longo período. É interpretado pela resposta 
a um estímulo da substância em análise que 
continua por longo tempo, geralmente por períodos 
que podem abranger parte ou todo o ciclo de vida 
do organismo-teste. 
Testes de toxicidade crônica são experimentos de 
longa duração, que visam ao estudo dos efeitos 
não letais nos organismos aquáticos, a partir da 
sua exposição prolongada a concentrações sub-
letais. Estes efeitos são geralmente avaliados 
através de análises específicas (histológicas, 
hematológicas, comportamentais etc.), utilizadas 
para a detecção de alterações crônicas, tais como: 
distúrbios fisiológicos, deformidades em tecidos 
somáticos e/ou gaméticos, alterações no 
crescimento e reprodução do organismo, dentre 
outras. A avaliação de risco ecotoxicológico 
consiste basicamente na comparação entre as 
concentrações letais medias (CL50) e/ou crônicas 
de um determinado xenobiótico para diversos 
grupos de organismos aquáticos e as suas 
concentrações ambientais esperadas (CAE). 
Os ensaios de toxicidade crônica são descritos por 
van Leeuwen sob três variações: Testes com todo 
o ciclo de vida de uma espécie; Testes com parte 
do ciclo de vida de uma espécie, no qual 
geralmente se utilizam os estágios de vida mais 
sensíveis ou críticos; Testes funcionais, nos quais 
são feitas medidas dos efeitos de substâncias 
sobre várias funções fisiológicas dos organismos. 
Os ensaios de toxicidade crônica mais difundidos 
mundialmente são os com Daphnia sp, com 
ANÁLISE AMBIENTAL - ECOTOXICOLOGIA 
duração de 21 dias, e com Ceriodaphnia sp, de 7 
dias de duração. Esse último tem sido mais 
utilizado para avaliação de toxicidade crônica de 
amostras ambientais (água e efluentes líquidos), 
enquanto o teste com Daphnia é mais utilizado 
para a avaliação da toxicidade de novas 
formulações químicas 
CONCENTRAÇÃO LETAL (CL) 
A CL50 é definida e padronizada como a 
concentração do agente tóxico que causa 50% de 
mortalidade na população de organismos 
submetidos ao teste. 
CONCENTRAÇÃO EFETIVA (CE) 
É a concentração de um tóxico em que 
determinado percentual de organismo expostos 
sofrem algum tipo de alteração na fecundidade, 
relações entre idade/tamanho ou a presença de 
tumores (carcinogenicidade),alteração 
locomotora (imobilidade), de crescimento, 
reprodução ou desenvolvimento biológico. Pode 
ser avaliado em intervalos da vida do organismo ou 
em uma parte dela. 
A concentração efetiva pode ser expressa como: 
CEO (LOEC): É a menor CONCENTRAÇÃO DE 
EFEITO OBSERVADO. 
CE50 (EC50): É a CONCENTRAÇÃO EFETIVA 
que causa 50% de efeito. 
CENO (NOEC): É a maior CONCENTRAÇÃO DE 
EFEITO NÃO OBSERVADO – comportamento 
similar ao controle. É a maior concentração tóxica 
à qual os organismos teste podem ser expostos 
sem se verificar efeitos adversos. 
Testes de toxicidade aguda e crônica são 
utilizados para verificar a toxicidade de uma 
substância específica ou do efeito sinérgico de 
diversos poluentes identificados ou não na 
amostra, relacionando-se ao impacto sobre a biota 
do corpo receptor. 
Deste modo, as especificações dos limites de 
emissão de efluentes encontram-se na Resolução 
nº. 357 do Conselho Nacional de Meio Ambiente-
CONAMA (BRASIL, 2005), através dos padrões 
para o enquadramento de corpos receptores; já a 
inclusão de critérios ecotoxicológicos aparece 
claramente na Resolução nº. 396 do CONAMA 
(BRASIL, 2008) 
Ensaios de toxicidade encontram-se padronizados 
nacional e internacionalmente por associações ou 
organizações de normalização, como por exemplo: 
Associação Brasileira de Normas Técnicas 
(ABNT). 
VANTAGENS DOS TESTES DE TOXICIDADE 
• Fornecem uma estimativa dos efeitos letais e sub-
letais 
• Medem a toxicidade quando o agente tóxico não 
é identificado quimicamente 
• Podem fornecer um sinal de alarme ou prever os 
potenciais danos ambientais 
• Contabilizam os efeitos das misturas tóxicas 
podendo um efluente quimicamente complexo 
ser avaliado genericamente como um único 
poluente 
• Os resultados destes testes são mais facilmente 
compreendidos e aceites pelos industriais e 
público, em geral. 
 
LIMITAÇÕES DOS ENSAIOS DE TOXICIDADE 
• A substância tóxica não é identificada 
• Nos ensaios são apenas utilizadas algumas 
espécies das muitas presentes nos ecossistemas 
• Os organismos–testes não são expostos a 
situações de stress durante a realização do ensaio 
uma vez que não ocorre variabilidade natural dos 
fatores ambientais. 
Em conclusão, refere-se a importância da 
complementaridade das abordagens biológica e 
química, uma vez que a realização conjunta de 
bioensaios e de análises químicas no processo de 
identificação da toxicidade permite, por vezes, 
identificar componentes tóxicos não analisados 
quimicamente, os “poluentes-mistério” 
 
ANÁLISE AMBIENTAL - ECOTOXICOLOGIA 
EXERCÍCIO: 
01. Acerca dos estudos ecotoxicológicos em 
ambientes e organismos, julgue o item a seguir. 
 
A toxicidade das substâncias químicas, isoladas 
ou em forma de mistura nos sistemas vivos, além 
de como e onde os efeitos dessas substâncias 
manifestam-se, é avaliada nos estudos 
ecotoxicológicos. 
( ) Certo 
( ) Errado 
02. A ecotoxicologia pressupõe o uso de testes de 
toxicidade com organismos, também chamados de 
bioensaios. Através dos bioensaios, pode-se ter a 
seguinte conclusão: 
a) A substância é capaz de regular a atividade 
endócrina. 
b) A substância é capaz de formar alguma estrutura 
do tecido ou da célula. 
c) A substância não é capaz de provocar câncer. 
d) Concentração na qual a substância provoca 
efeito adverso observado em 50% dos indivíduos 
observados (EC50). 
03. A ecotoxicidade de um ambiente é um termo 
recente cujo uso tem sido mais frequente dada a 
necessidade de se conhecer os efeitos que 
produtos químicos lançados no meio ambiente 
podem ter sobre indivíduos, sobre populações e 
comunidades de organismos, além de se conhecer 
como o homem pode ser afetado. A ecotoxicologia 
pressupõe o uso de testes de toxicidade com 
organismos, também chamados bioensaios. 
Bioensaios são testes feitos em laboratório que 
determinam o grau ou o efeito biológico de uma 
substância desconhecida ou de uma substância 
teste. Assinale a alternativa correta a respeito dos 
estudos com ecotoxicologia. 
a) A concentração ou dose letal (DL) é a 
concentração máxima de um poluente que não 
provoca nenhum efeito observável na população 
de interesse. 
b) A concentração efetiva é a concentração 
máxima que não apresenta efeito sobre uma 
população após longo tempo de exposição sobre 
uma ou mais gerações. 
c) A concentração de não efeito é a concentração 
que afeta alguma função do organismo, levando-o 
à morte. 
d) A concentração ou dose letal 50 (DL50) é a dose 
na qual 50% da população testada no experimento 
morre durante certo período de tempo. 
e) A concentração segura é a concentração na qual 
morre uma porcentagem conhecida de 
organismos. 
04. Na avaliação ecotoxicológica de ambientes 
são utilizadas espécies bioindicadoras, tais como 
a alga Pseudokirchineriella subcapitata e o 
crustáceo Daphnia similis (pulga d’água) nos quais 
parâmetros populacionais são mensurados. Para a 
análise dos resultados são considerados os efeitos 
crônicos e os efeitos agudos nas espécies 
bioindicadoras, sendo esses, respectivamente, 
a) mobilidade e aumento populacional. 
b) imobilidade e redução populacional. 
c) variação populacional e letalidade. 
d) mortalidade e natalidade. 
e) redução populacional e aumento populacional. 
05. Testes ecotoxicológicos podem ser utilizados 
como ferramenta na avaliação de qualidade de 
amostras ambientais. Suponha resultados 
hipotéticos obtidos em testes de toxicidade com 
um organismo aquático, de amostras de efluentes 
a serem lançados no corpo d’água, conforme 
apresentado na tabela a seguir: 
 
Sobre os dados da tabela é correto afirmar: 
a) o teste A avaliou a toxicidade crônica das 
amostras ao organismo-teste. 
ANÁLISE AMBIENTAL - ECOTOXICOLOGIA 
b) as concentrações acima de 9,5% da amostra 1 
não causam efeitos adversos significativos ao 
organismo-teste. 
c) as concentrações abaixo de 3,5% da amostra 2 
causam efeitos adversos significativos ao 
organismo-teste. 
d) a amostra 1 é mais tóxica ao organismo-teste do 
que a amostra 2. 
e) a amostra 2 é mais tóxica ao organismo-teste do 
que a amostra 1. 
 
06. O teste de inibição do crescimento e da 
fluorescência de Scenedesmus subspicatus é 
utilizado para avaliação do efeito tóxico a partir da 
comparação da reprodução das algas nas 
diluições-teste em relação ao controle onde não há 
presença da amostra. O método de ensaio 
biológico consiste na exposição de uma 
suspensão com densidade conhecida do 
organismo-teste, juntamente com um meio 
nutriente, a diversas diluições da amostra, por um 
período de 96h sob condições definidas. O efeito 
observado é a redução da fluorescência das algas 
sob presença da substância teste. Com base nos 
resultados da análise determine a concentração 
efetiva média-CE50, 96h em que a substância 
teste impede o desenvolvimento das algas. 
 
C (mg/L) exp1 exp2 exp3 
12 15 17 15 
24 23 21 22 
48 32 33 32 
96 46 46 47