Author(s):
Pavlaki, Maria 
Date: 2009
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/8808
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Ecotoxicologia; Ecossistemas aquáticos; Pesticidas; Daphnia magna
Description
Os diversos compartimentos naturais estão constantemente expostos a vários
tipos de contaminantes, bem como a misturas destes compostos, oriundos da
actividade humana. Em ecossistemas aquáticos, vários stressores podem
actuar em conjunto e causar danos aos organismos. O aumento do uso de
pesticidas para fins agrícolas causa demanda a avaliação do risco inerente
que estes compostos representam ao atingir o ambiente aquático. A lixiviação
dos pesticidas está geralmente associada com o transporte de matéria
orgânica e consequente diminuição da concentração de oxigénio em sistemas
aquáticos. Os metais pesados podem ser introduzidos no ambiente através da
actividade humana, como a actividade mineira. Portanto, a poluição dos
ecossistemas é geralmente caracterizada por uma mistura de compostos
químicos, que na maioria das vezes, estão presentes em combinação com
stressores naturais Neste estudo, três tipos de stressores químicos, dois
insecticidas (imidacloprid e thiacloprid), um metal pesado, níquel, e um tipo de
stressor natural, representado por diferentes níveis de alimento foram testados
com o objectivo de avaliar o impacto de cada stressor em isolado, bem como
as suas misturas e combinações para um organismo não-alvo, Daphnia
magna, através da aplicação do modelos teóricos Adição de concentração
(AC) e Acção independente (AI), bem como seus possíveis desvios para
sinergismo (causando efeito mais severo) ou antagonismo (efeito menos
severo), dependentes da dose aplicada, ou dependência do rácio entre as
doses aplicadas para cada item da mistura e/ou combinação. Os efeitos
crónicos dos compostos isolados bem como os das misturas foram obtidos
pela exposição de Daphnia magna a uma gama de concentrações por 21 dias.
Os parâmetros analisados foram a produção de juvenis e o crescimento. Os
resultados das exposições isoladas de Daphnia magna aos compostos
químicos mostraram decréscimo na produção de juvenis e no crescimento do
organismo. O mesmo padrão foi observado quando os organismos foram
expostos a níveis baixos de alimento, enquanto a níveis elevados, a produção
de juvenis e o crescimento foram estimulados. Os resultados da exposição à
mistura de imidacloprid e thiacloprid mostraram um desvio do modelo AC, com
uma dependência das doses aplicadas, sendo observado sinergismo a doses
baixas e antagonismo a doses altas de ambos os compostos. Para a mistura
de imidacloprid e níquel, nenhum desvio foi obtido, e a mistura foi ajustada ao
modelo AI. A resposta na produção de juvenis para a combinação de
imidaclopid ou níquel com níveis baixos de alimento não demonstrou desvio do
modelo de acção independente. Para a análise da combinação entre
imidacloprid ou níquel com níveis altos de alimento não foi possível aplicar os
modelos teóricos, e os efeitos tóxicos dos químicos para os organismos foram
avaliados para cada nível de alimento maior que o controlo. Neste estudo, é
demonstrado que o impacto dos compostos químicos encontrados no
ambiente, em misturas ou em combinação com stressores naturais será
diferente do impacto induzido por estes compostos em isolado. O presente
estudo mostra a necessidade da avaliação dos efeitos das exposições a
misturas de químicos e combinações com stressores naturais encontrados no
ambiente, e não somente a avaliação dos compostos em isolado. The environment is being constantly exposed to various types of contaminants
as well as their mixtures mainly due to human activities. In aquatic ecosystems
several stressors may act together and affect the life traits of organisms. The
increasing use of pesticides for agricultural purposes will require the
assessment of the inherent risk when they arrive in marine or freshwater
ecosystems. Pesticide runoffs are usually associated with high inputs of
organic matter and depletion of oxygen in aquatic systems. Heavy metals can
be introduced into the environment due to human activities such as mining
processes. Therefore, polluted ecosystems are characterized by an amalgam
of chemical compounds, most of the times in combination with natural
stressors. In this study, three different chemical stressors, two neonicotinoid
insecticides, imidacloprid and thiacloprid, a heavy metal, nickel and an
environmental stressor, food level with low and high concentrations, were
tested in order to assess the impact of their single toxic effects as well as their
mixtures and combinations with a natural stressor on a non-target organism,
Daphnia magna, with the use of theoretical models, Concentration Addition and
Independent Action as well as possible deviations from them, like synergism,
(causing a more severe effect) or antagonism (less severe effect), effects
dependent from “dose level” (different deviations at high and low
concentrations) or those dependent from “dose ratio” (deviations differ from
mixture composition). Chronic effects of the single stressors as well as their
combinations were assessed by exposing Daphnia magna to a range of
concentrations for 21 days. The parameters analyzed were offspring production
and body length of Daphnia magna. Results from single exposure of Daphnia
magna to the chemical compounds showed a decrease in offspring production
and in the body length of the organism. The same was observed when D.
magna was exposed to low levels of food while in increased levels of food the
offspring production and body length increased. Mixture exposure of
imidacloprid and thiacloprid for offspring production showed a deviation from
the CA model to dose level dependency indication synergism at low does level
and antagonism at high does level of the chemicals. For the mixture of
imidacloprid and nickel no deviation was obtained and the mixture fitted the IA
model. Offspring production from the combinations of imidacloprid or nickel with
low food levels showed no deviation from the IA model. For the combinations of
imidacloprid or nickel with high food levels it was not possible to use the
theoretical models and the toxic effects of the chemicals to the organism were
assessed for each food level higher than the control. In this study, it is
presented that the impact of chemicals found in the environment in mixtures
between them or in combinations with environmental stressors will be different
to the impact the single stressors induce. This study shows the need for
evaluation of the exposure effects of mixtures of chemicals and combinations
with natural stressors found on the environment and not only the single
exposure effects. Mestrado em Toxicologia e Ecotoxicologia
