EVALUATION OF THE CONTAMINATION FROM GUANABARA BAY MANGROVES USING CRABS UCIDES CORDATUS AS INDICATORS OF OIL POLLUTANTS AND DEVELOPMENT OF ANALYSIS

Autor: ADRIANA HADDAD NUDI
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2005
Zdroj: Repositório Institucional da PUC_RIOPontifícia Universidade Católica do Rio de JaneiroPUC_RIO.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
Popis: COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR
O principal objetivo deste estudo foi validar o caranguejo da espécie Ucides cordatus como organismo indicador de poluição por óleo em áreas de manguezais da Baía de Guanabara. Para isto foram realizadas as seguintes etapas: (1) análises químicas de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) em amostras de hepatopâncreas e sedimento por cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas (CG/EM); (2) bioensaios com experimentos de exposição ao pireno e avaliação das respostas biológicas através das medidas dos metabólitos formados em amostras de urina de caranguejos; (3) ensaio do micronúcleo em hemócitos de caranguejos para verificar conseqüências genotóxicas. Amostras de sedimento e caranguejos foram coletadas entre setembro de 2003 e outubro de 2004 em quatro áreas de manguezais da Baía de Guanabara: Piedade, Nova Orleans, Suruí e Canal do Peteca. O manguezal de Barra de Guaratiba foi escolhido como área de referência fora da baía. Foi desenvolvido um método semiquantitativo e não destrutivo para medidas de metabólitos em urina de caranguejo utilizando cromatografia líquida de alta eficiência com detector de fluorescência (CLAE/F). Esta técnica apresentou boa sensibilidade (LQ= 0,01 (mi)g mL-1) e baixo custo. Amostras de urina de caranguejos foram analisadas em todas as áreas estudas. Foram conduzidos vários bioensaios em laboratório com caranguejos expostos à pireno. Durante as primeiras etapas dos experimentos, o metabólito 1-pireno- sulfato foi o principal metabólito formado. Em urina de caranguejos dos manguezais estudados, o 1- pireno-glucosídeo foi o metabólito dominante. Foram encontradas diferenças significativas nos níveis de HPAs totais em amostras de hepatopâncreas, variando de 256 (mi)g kg-1 (p.s.) para Barra de Guaratiba a 67000 (mi)g kg-1 (p.s.) no Suruí. Os manguezais de Suruí e do Canal do Peteca apresentaram as maiores concentrações de HPAs nas amostras de hepatopâncreas e sedimento. Os compostos de 3 a 4 anéis aromáticos foram mais abundantes que os HPAs de 5 e 6 anéis. As concentrações de HPAs nas amostras de sedimento diminuíram com a profundidade em todas as estações estudadas. As concentrações determinadas foram: Barra de Guaratiba ((somatório)PAH 35- 200 (mi)g kg-1p.s); Piedade ((somatório)PAH 311-615 (mi)g kg-1 p.s.); Nova Orleans ((somatório)PAH 270-1134 (mi)g kg-1 p.s.); Suruí ((somatório)PAH 1280-31500 (mi)g kg-1 p.s.) e no Canal do Peteca ((somatório)PAH 336-6000 (mi)g kg-1 p.s.). Amostras de hepatopâncreas de Ucides cordatus apresentaram maiores concentrações de HPAs que as de sedimento. O fator de bioacumulação (FA) variou entre 0,7 e 35, e fator de bioacumulação biota-sedimento (FBA) entre 0,02 e 3,0. Foram encontradas correlações positivas (r2= 0.70) entre os metabólitos de pireno em urina e os níveis de HPAs em hepatopâncreas e sedimento dos locais estudados. O ensaio do micronúcleo foi realizado no laboratório, em caranguejos expostos ao pireno. Foi observado um aumento do número de micronúcleos nos hemócitos, indicando respostas genotóxicas e mutagênicas. Entretanto, o ensaio do micronúcleo não foi sensível para avaliar o gradiente de contaminação nos manguezais amostrados, não apresentando correlação com os níveis de contaminação detectados nas amostras de hepatopâncreas e sedimento. O Ucides cordatus demonstrou ser um excelente bioindicador para avaliar a qualidade ambiental em áreas de manguezais.
The aim of this study was the validation of crab Ucides cordatus as indicator of oil pollution in mangrove areas from Guanabara Bay. For such purpose it was performed: (1) chemical analyses of PAHs in hepatopancreas and sediment samples by gas chromatography with mass spectrometer detector (GC/MS); (2) bioassays with pyrene exposure experiments and evaluation of biological responses through pyrene metabolites measurements in urine samples; (3) micronucleus assay in crab hemocytes to verify genotoxic consequences. Sediment and crab samples were collected from September 2003 to October 2004 in four mangrove areas of Guanabara Bay: Piedade, Nova Orleans, Suruí, Canal do Peteca. The mangrove of Barra de Guaratiba was chosen as reference site. It was developed a semiquantitative and nondestructive method for measurements of pyrene metabolites in crab urine using HPLC/Fluorescence. This technique presented several advantages as sensitivity (DL= 0.01(mi) g.mL- 1) and low cost. Crabs urine was sampled straight from the field in all studied sites. Beside this, it was conducted several bioassays in laboratory with crabs exposed to pyrene. During the first stages of experiments, pyrene-1-sulphate was the main metabolite produced, followed by pyrene-1-glucoside. In crabs urine from mangrove areas, the pyrene-1-glucoside was the dominant metabolite. It was found significant differences on total PAH levels of crab samples among studied sites, which ranged from 256 in Barra de Guaratiba to 67000 (mi)g kg-1 dry weight, in Suruí. Suruí and Canal do Peteca presented the highest PAHs concentrations in crab hepatopancreas and sediment samples. Besides, three and four ring compounds were more abundant than five and six ring PAHs. In sediment samples PAHs concentrations decreased with depth for all studied sites: Barra de Guaratiba ((somatório)PAH 35-200 (mi)g kg-1d.w.); Piedade ((somatório)PAH 311-615 (mi)g kg- 1d.w.); Nova Orleans ((somatório)PAH 270-1134 (mi)g kg-1d.w.); Suruí (somatório) PAH 1280-31500 (mi)g kg- 1d.w. and Peteca ((somatório)PAH 336-6000 (mi)g kg-1d.w.). Hepatopancreas samples of crabs Ucides cordatus had higher PAHs concentrations than sediment samples with bioaccumulation factors (BAF) of 0,70 to 35,00 and 0,02 to 3,00 for the bioaccumulation factors biota-sediment (BSAF). Also, it was found high correlations between pyrene metabolites in urine and PAHs levels in crab hepatopancreas and sediments. Pyrene metabolites of crab urine samples presented strong correlation (r2= 0,77) with hepatopancreas and sediment samples from each studied site. In laboratory, micronucleus assay was performed in crabs exposed to pyrene. It was found an increase of micronucleus number in haemocytes, indicating responses of genotoxicity and mutagenicity. However, the micronucleus assay was not sensitive enough for showing contamination gradient among mangrove sites, nor it was significantly correlated with PAHs levels of crabs and sediment samples. Ucides cordatus revealed an excellent bioindicator and suitable for monitoring the environmental quality in mangrove areas.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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