A fitorremediação atenua os efeitos do cádmio e do níquel no teleósteo neotropical Prochilodus lineatus?
Data
2021-05-21
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Universidade Estadual de Londrina
Resumo
Resumo: O cádmio (Cd) e o níquel (Ni) são metais que causam preocupação como contaminantes ambientais, pois ambos podem provocar diversos efeitos tóxicos em organismos aquáticos. A fitorremediação através da macrófita aquática Lemna minor se mostra como uma possível alternativa para o tratamento de ecossistemas aquáticos contaminados por metais. Desse modo, é de suma importância avaliar se esse tipo de tratamento atenua os efeitos subletais observados em organismos aquáticos devido à presença de metais como o Cd e o Ni. Portanto, esse trabalho teve como objetivo avaliar se os efeitos subletais observados em Prochilodus lineatus devido a sua exposição aos metais Cd e Ni, isolados ou em mistura, são atenuados na presença da macrófita aquática L. minor. Para isso, foram realizadas exposições de 96 h ao Cd na concentração de 20 μg L-1, ao Ni na concentração de 1,5 mg L-1, e a mistura destes dois metais, na presença ou ausência de L. minor. Ao final de todas as exposições, foram coletadas amostras de diferentes tecidos de P. lineatus para comparar a resposta de vários biomarcadores entre os animais expostos aos metais na presença ou ausência de L. minor sobre a superfície da água. Foram avaliados a bioacumulação de Cd e Ni, concentração de metalotioneínas, a frequência de micronúcleo e alterações eritrocíticas nucleares (AENs), a atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE), parâmetros hematológicos e plasmáticos, além da atividade de enzimas de transporte iônico e danos histológicos nas brânquias. A exposição ao Cd isolado na ausência de L. minor provocou bioacumulação em vários tecidos, alterações na atividade da AChE, redução na atividade de enzimas de transporte iônico na brânquia, além de desbalanços iônicos. A exposição ao Ni na ausência das macrófitas também provocou bioacumulação e desbalanços iônicos, bem como a indução de metalotioneínas, um aumento do índice de alterações histológicas na brânquia e um aumento da frequência de AENs. Os peixes expostos à mistura de metais na ausência de L. minor apresentaram todos os efeitos subletais observados nas exposições aos metais isolados, além de um aumento na glicemia. A fitorremediação evitou o acúmulo de metais em alguns tecidos de P. lineatus, a hiperglicemia, além de alterações na atividade da AChE e na frequência de AENs. Entretanto, danos histológicos nas brânquias, desbalanços iônicos e a bioacumulação, principalmente nas brânquias, não foram atenuados pela fitorremediação. Portanto, conclui-se que a fitorremediação de 96 h mediada pela macrófita aquática L. minor atenuou parcialmente os efeitos subletais provocados em P. lineatus devido à exposição aos metais Cd e Ni. Estudos futuros seriam importantes para avaliar se todos esses efeitos subletais poderiam ser mitigados com períodos de remediação maiores.
Abstract: Cadmium (Cd) and nickel (Ni) are metals that cause concern as environmental contaminants, because both of them induce various toxic effects on aquatic organisms. Phytoremediation mediated by the aquatic macrophyte Lemna minor is a possible alternative for the treatment of aquatic ecosystems contaminated by metals. Therefore, it is extremely important to assess whether this type of treatment attenuates the sublethal effects caused by exposure to metals, such as Cd and Ni. Thus, this study aimed to assess if the sublethal effects observed in Prochilodus lineatus due to Cd and Ni exposure, individually or in combination, are attenuated in the presence of the aquatic macrophyte L. minor. For this purpose, 96 h exposures to 20 μg L-1 of Cd, 1.5 mg L-1 of Ni and to the mixture of these two metals, in the presence or absence of L. minor, were performed. At the end of all exposures, samples of different tissues of P. lineatus were collected to compare the response of different biomarkers between animals exposed to metals in the presence or absence of L. minor on the water surface. We evaluated Cd an Ni bioaccumulation, metallothionein concentration, micronuclei and erythrocytic nuclear abnormalities (ENA) frequency, acetylcholinesterase (AChE) activity, hematological and plasmatic parameters, besides to the activity of ionic transport enzymes and histological damage in the gills. The exposure only to Cd in the absence of L. minor caused bioaccumulation in several tissues, changes in AChE activity, reduction in the activity of gill ionic transport enzymes and ionic imbalances. Exposure only to Ni in the absence of macrophytes also caused bioaccumulation and ionic imbalances, in addition to metallothionein induction, an increased ENA frequency and morphological changes in the gills. Fish exposed to the metal mixture in the absence of L. minor showed all the sublethal effects observed in the exposures to single metals, besides to an increase in plasmatic glucose. Phytoremediation could prevent metal bioaccumulation in some tissues of P. lineatus, as well as hyperglycemia, changes in AChE activity and ENA frequency. However, morphological changes in the gills, ionic imbalances and bioaccumulation, especially in the gills, were not mitigated by phytoremediation. Therefore, we conclude that a 96-h phytoremediation mediated by the aquatic macrophyte L. minor partially attenuated the sublethal effects caused in P. lineatus due to Cd and Ni exposure. Future studies would be important to assess whether all these sublethal effects could be mitigated with longer remediations.
Descrição
Palavras-chave
Bioacumulação de metais, Biomarcadores, Mistura de metais, Neurotoxicidade, Osmorregulação