Guanabara Bay (GB) covers the metropolitan region of the state of Rio de Janeiro in Brazil. GB is subject to heavy contamination by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), from intense oil activities, which pose an ecotoxicological threat. The aim of this study is to implement and optimize a fluorescence methodology for the determination of biliary PAH metabolites in fish species (burrfish and whitemouth croaker), in order to evaluate biliary PAH metabolites as a biomarker of exposure. Fish were sampled from GB and a control region. Naphthalene, pyrene and benzo(a)pyrene metabolites were determined by Fixed Fluorescence Method (FF), while 1-hydroxypyrene was assessed by Synchronous Fluorescence Spectroscopy (SFS). The implementation and optimization of the FF and SFS methods allowed the determination and evaluation of the exposure of these species to PAHs of pyrogenic and petrogenic origin. Biliary PAH metabolite determinations was proven to be a useful tool for environmental monitoring contamination assessments.

Foi monitorado o impacto do tratamento combinado de lixiviado e esgoto doméstico de uma estação de tratamento operando em escala piloto por processo de lodos ativados, sobre peixes do gênero Tilapia: Biomarcadores de toxicidade (concentração de metalotioneínas, atividade da acetilcolinesterase, metábolitos de HPA e presença de micronúcleos) foram utilizados na avaliação dos riscos de danos aos organismos aquáticos devido à interação com poluentes contidos nos efluentes pós-tratamento. A concentração de metalotioneínas não apresentou variação significativa entre os grupos expostos e de controle. A atividade da enzima acetilcolinesterase foi inibida em apenas um dos grupos expostos, indicando possível presença de agentes inibidores no efluente tratado. A avaliação dos metabólitos dos HPA naftaleno, pireno, benzo(a)pireno e 1-hidroxipireno sinalizou a provável presença desses compostos em ao menos um dos afluentes do tratamento combinado. As frequências de micronúcleos e outras anormalidade nucleares eritrocitárias também apontam para maior incidência de danos genotóxicos em células dos organismos expostos do que nos controles. O uso de biomarcadores mostrou-se importante para possibilitar uma avaliação de danos subletais presentes em organismos expostos à fonte de poluição estudada.

The impact on tilapia fish of combined treatment of landfill leachate and domestic sewage was monitored in a waste treatment plant that operated on a pilot scale using the activated sludge process. Biomarkers of sub-lethal toxicity were used to indicate the possibility of damage to organisms due to interaction with pollutants. The concentration of metallothioneins did not indicate the increased presence of metals in fish exposed than in control groups. Acetylcholinesterase enzyme activity was inhibited in only one of the exposed groups, indicating the possible presence of organophosphate and/or carbamate pesticides in treated effluent. The PAHs used as biomarkers (naphthalene, pyrene, benzo(a)pyrene and 1-hydroxypyrene) indicated that exposed fish had a greater absorption of PAHs than control groups of fish, indicating the likely presence of these compounds in at least one of the combined treatment effluents. The frequencies of micronuclei and other erythrocytic nuclear abnormalities also indicate greater genotoxic damage in cells of organisms exposed than in control groups. The use of biomarkers proved to be important to permit an evaluation of sub-lethal damage present in organisms exposed to the pollution source studied.

Foi monitorado o impacto do tratamento combinado de lixiviado e esgoto doméstico de uma estação de tratamento operando em escala piloto por processo de lodos ativados, sobre peixes do gênero Tilapia: Biomarcadores de toxicidade (concentração de metalotioneínas, atividade da acetilcolinesterase, metábolitos de HPA e presença de micronúcleos) foram utilizados na avaliação dos riscos de danos aos organismos aquáticos devido à interação com poluentes contidos nos efluentes pós-tratamento. A concentração de metalotioneínas não apresentou variação significativa entre os grupos expostos e de controle. A atividade da enzima acetilcolinesterase foi inibida em apenas um dos grupos expostos, indicando possível presença de agentes inibidores no efluente tratado. A avaliação dos metabólitos dos HPA naftaleno, pireno, benzo(a)pireno e 1-hidroxipireno sinalizou a provável presença desses compostos em ao menos um dos afluentes do tratamento combinado. As frequências de micronúcleos e outras anormalidade nucleares eritrocitárias também apontam para maior incidência de danos genotóxicos em células dos organismos expostos do que nos controles. O uso de biomarcadores mostrou-se importante para possibilitar uma avaliação de danos subletais presentes em organismos expostos à fonte de poluição estudada.

The impact on tilapia fish of combined treatment of landfill leachate and domestic sewage was monitored in a waste treatment plant that operated on a pilot scale using the activated sludge process. Biomarkers of sub-lethal toxicity were used to indicate the possibility of damage to organisms due to interaction with pollutants. The concentration of metallothioneins did not indicate the increased presence of metals in fish exposed than in control groups. Acetylcholinesterase enzyme activity was inhibited in only one of the exposed groups, indicating the possible presence of organophosphate and/or carbamate pesticides in treated effluent. The PAHs used as biomarkers (naphthalene, pyrene, benzo(a)pyrene and 1-hydroxypyrene) indicated that exposed fish had a greater absorption of PAHs than control groups of fish, indicating the likely presence of these compounds in at least one of the combined treatment effluents. The frequencies of micronuclei and other erythrocytic nuclear abnormalities also indicate greater genotoxic damage in cells of organisms exposed than in control groups. The use of biomarkers proved to be important to permit an evaluation of sub-lethal damage present in organisms exposed to the pollution source studied.

Este artigo tem como objetivo apresentar uma análise dos principais bioindicadores utilizados para avaliação do impacto ambiental em recursos hídricos, já que a simples mensuração dos níveis de substâncias químicas presentes no ambiente não é suficiente para revelar os reais efeitos adversos da contaminação, tornando-se necessário a avaliação dos efeitos biológicos da contaminação em diversos níveis hierárquicos. Os bioindicadores foram tratados neste artigo através de dois estudos de casos que abrangem diferentes níveis; no caso 1, foram utilizados três níveis de organização: individual, celular e molecular, para detecção precoce dos efeitos reais da exposição de peixes aos poluentes ambientais em três bacias hidrográficas. A inibição da atividade da AchE em peixes possibilitou a avaliação dos efeitos dos agrotóxicos organofosforados e carbamatos, evidenciando o efeito dos cultivos agrícolas; no caso 2, apresentamos uma avaliação no nível da comunidade de macroinvertebrados, empregando o Índice Biótico Estendido. Discutimos, as vantagens e limitações na produção de dados confiáveis que possibilitem a implementação de medidas adequadas para o diagnóstico em diferentes escalas, visando a proteção e/ou recuperação dos ecossistemas.

The objective of this article is to present an analysis of the main bioindicators that are currently used to assess the environmental impact of pollution in water resources. The simple quantification of chemicals in the environment is not enough to reveal the real effects of contamination on ecosystems, making necessary the assessment of the biological effects that pollution causes at different hierarchical levels. The bioindicators used in this article on two case studies comprehend different hierarchical levels: in case study 1, three organization levels were utilized: individual, cellular and molecular, to detect the early effects of exposition to environmental pollutants in three hydrographic basins. By observing the inhibition of AChE activity in fish it was possible to assess the effects of organophosphorate and carbamate pesticides, showing the effects of agricultural activities. In case study 2, we present an assessment at the macroinvertebrate community level using the Extended Biotic Index. We discuss the advantages and limitations in the production of reliable data that could be used in the implementation of adequate actions to protect and/or recover ecosystems.

Este artigo tem como objetivo apresentar uma análise dos principais bioindicadores utilizados para avaliação do impacto ambiental em recursos hídricos, já que a simples mensuração dos níveis de substâncias químicas presentes no ambiente não é suficiente para revelar os reais efeitos adversos da contaminação, tornando-se necessário a avaliação dos efeitos biológicos da contaminação em diversos níveis hierárquicos. Os bioindicadores foram tratados neste artigo através de dois estudos de casos que abrangem diferentes níveis; no caso 1, foram utilizados três níveis de organização: individual, celular e molecular, para detecção precoce dos efeitos reais da exposição de peixes aos poluentes ambientais em três bacias hidrográficas. A inibição da atividade da AchE em peixes possibilitou a avaliação dos efeitos dos agrotóxicos organofosforados e carbamatos, evidenciando o efeito dos cultivos agrícolas; no caso 2, apresentamos uma avaliação no nível da comunidade de macroinvertebrados, empregando o Índice Biótico Estendido. Discutimos, as vantagens e limitações na produção de dados confiáveis que possibilitem a implementação de medidas adequadas para o diagnóstico em diferentes escalas, visando a proteção e/ou recuperação dos ecossistemas.

The objective of this article is to present an analysis of the main bioindicators that are currently used to assess the environmental impact of pollution in water resources. The simple quantification of chemicals in the environment is not enough to reveal the real effects of contamination on ecosystems, making necessary the assessment of the biological effects that pollution causes at different hierarchical levels. The bioindicators used in this article on two case studies comprehend different hierarchical levels: in case study 1, three organization levels were utilized: individual, cellular and molecular, to detect the early effects of exposition to environmental pollutants in three hydrographic basins. By observing the inhibition of AChE activity in fish it was possible to assess the effects of organophosphorate and carbamate pesticides, showing the effects of agricultural activities. In case study 2, we present an assessment at the macroinvertebrate community level using the Extended Biotic Index. We discuss the advantages and limitations in the production of reliable data that could be used in the implementation of adequate actions to protect and/or recover ecosystems.