Rio Santa Maria da Vitória (ES, Brasil): avaliações ecofisiológicas e toxicogenéticas em amostras de água, sedimento e elutriato do sedimento

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dc.contributor.advisor1Matsumoto, Silvia Tamie
dc.contributor.authorDuarte, Ian Drumond
dc.contributor.referee1Falqueto, Antelmo Ralph
dc.contributor.referee2Cuzzuol, Geraldo Rogerio Faustini
dc.contributor.referee3Morales, Maria Aparecida Marin
dc.contributor.referee4Machado, Levi Pompermayer
dc.date.accessioned2018-03-22T15:53:08Z
dc.date.available2018-02-21
dc.date.available2018-03-22T15:53:08Z
dc.date.issued2017-12-18
dc.description.abstractThe Santa Maria da Vitória River (ES, Brazil) is ecologically and socioeconomically important, but it suffers from several anthropic impacts. Considering its importance, this work analyzed water, sediment and sediment elutriate quality of this river on two periods on six sampling stations, through quantification of metals and ecotoxicological responses in cells of Allium cepa L., Lactuca sativa L. and culture of CHO-K1 cells. Metals quantification in samples was based on the U.S. EPA 200.8 method, being sediment prepared by the U.S. EPA 3051 method. From water samples, toxigenic assays were carried out in A. cepa and L. sativa by means of root meristematic and F1 cells. Thus, mitotic index, chromosomal aberration rate and micronucleus frequency were calculated to evaluate, respectively, cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity. From CHOK1 lineage cell culture, cytotoxic potential of samples was evaluated through MTT, Tripan blue and nuclear division index tests. Genotoxic potential was evaluated by comet assay, while the mutagen, by micronucleus test with cytokinesis block. In experiments with L. sativa, phytotoxicity analyzes were carried out, and in pregrowth stage, activities of antioxidant enzymes superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase and guaiacol peroxidase were analyzed, as well as estimated chlorophyll content. In addition, gaseous exchanges were analyzed from the CO2 net assimilation, stomatal conductance, intracellular CO2 concentration, transpiration, intra- and extracellular CO2 concentration ratio and carboxylation efficiency. Sediment and sediment elutriate samples were evaluated by toxicogenic assays in A. cepa. Among quantified metals, Mn, Pb, Cu and mainly Al showed the highest concentrations, being suggested as the major contaminant evaluated. In this sense, it is suggested that metals concentration is related to geomorphological and pedological characteristics of the region, as well as to anthropic sources. These metals concentrations could be influenced by precipitation and flow of Santa Maria da Vitória River. The variables analysed by A. cepa, L. sativa and CHO-K1, revealed cytotoxic and genotoxic potentials in both water, sediment and elutriate of sediment samples. Besides that, water samples showed phytotoxic potential in L. sativa, and promoted an increase in antioxidant metabolism in some stations. The gas exchange analysis showed a decrease in photosynthetic process efficiency, possibly related to Cu concentrations. The effects observed in this study can be related to quantified metals on evaluated samples. Therefore, considering evaluated variables, it is concluded that Rio Santa Maria da Vitória environmental quality is compromised.
dc.description.resumoAvaliar a qualidade dos ecossistemas aquáticos exige critérios adequados. Neste aspecto, sistemas in vivo e in vitro são utilizados para avaliar a qualidade ambiental. Dentre eles, Allium cepa L., Lactuca sativa L. e cultura de células CHO-K1. Considerando a sua importância, este trabalho analisou a qualidade da água, do sedimento e elutriato do sedimento do Rio Santa Maria da Vitória (ES, Brasil) durante dois períodos em seis estações amostrais, por meio da quantificação de metais e respostas ecotoxicológicas em células de A. cepa, L. sativa e CHO-K1. A quantificação de metais nas amostras foi baseada no método U.S. EPA 200.8. A partir das amostras de água foram realizados os ensaios toxicogenéticos em A. cepa e L. sativa por meio de células meristemáticas e F1 da raiz. Assim, foram calculados o índice mitótico, a taxa de aberrações cromossômicas e a frequência de micronúcleos. A partir da cultura celular da linhagem CHO-K1 foi realizado os testes do MTT, Azul de tripan, índice de divisão nuclear, ensaio do cometa e teste do micronúcleo com bloqueio da citocinese. Em ensaios com L. sativa, foram realizadas análises de fitotoxicidade e, em estágio de pré-crescimento, realizadas análises das atividades das enzimas antioxidantes, bem como quantificado o teor de clorofila estimado. Além disso, foram analisados as trocas gasosas. As amostras de sedimento e elutriato do sedimento foram avaliadas por ensaios toxicogenéticos em A. cepa. Entre os metais quantificados, destacam-se Mn, Pb, Cu e principalmente Al que apresentou as maiores concentrações, sendo sugerido como o principal contaminante avaliado. Neste sentido, sugere-se que a concentração de metais esteja relacionada às características geomorfológicas e pedológicas da região, bem como à fontes antrópicas. Essas concentrações de metais poderiam ser influenciadas pela precipitação e vazão do ambiente em questão. As variáveis analisadas por meio A. cepa, L. sativa e CHO-K1 revelaram potenciais citotóxicos e genotóxicos tanto nas amostras de água quanto sedimento e elutriato do sedimento. Além disso, as amostras de água apresentaram potencial fitotóxico em L. sativa, e promoveram aumento do metabolismo antioxidante em algumas estações. As análises de troca gasosas demonstraram diminuição da eficiência do processo fotossintético, sendo este fato possivelmente relacionado às concentrações de Cu. Os efeitos observados neste estudo parecem estar relacionados aos metais quantificados e à outros contaminantes, tendo em vista o uso e ocupação da região. Assim, conclui-se que a qualidade ambiental do Rio Santa Maria da Vitória pode estar comprometida.
dc.formatText
dc.identifier.citationDUARTE, Ian Drumond. Rio Santa Maria da Vitória (ES, Brasil): avaliações ecofisiológicas e toxicogenéticas em amostras de água, sedimento e elutriato do sedimento. 2017. 181 f. Tese (Doutorado em Biologia Vegetal) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Humanas e Naturais, Vitória, 2017.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/6929
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Biologia Vegetal
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
dc.rightsopen access
dc.subjectAntioxidant metabolismeng
dc.subjectGaseous exchangeseng
dc.subjectMetaispor
dc.subjectMetalseng
dc.subjectTrocas gasosaspor
dc.subjectAllium cepapor
dc.subjectCHO-K1por
dc.subjectLactuca sativapor
dc.subject.br-rjbnCebola
dc.subject.br-rjbnAlface
dc.subject.br-rjbnCitogenética vegetal
dc.subject.br-rjbnÁgua - Análise
dc.subject.br-rjbnTestes de toxicidade
dc.subject.br-rjbnPlantas - Efeito dos metais pesados
dc.subject.br-rjbnMetabolismo
dc.subject.br-rjbnSanta Maria da Vitória, Rio (ES)
dc.subject.cnpqAgronomia
dc.subject.udc57
dc.titleRio Santa Maria da Vitória (ES, Brasil): avaliações ecofisiológicas e toxicogenéticas em amostras de água, sedimento e elutriato do sedimento
dc.typedoctoralThesis
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