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MONITORAMENTO E AVALIAÇÃO ECOTOXICOLÓGICA DE NÍVEIS AMBIENTAIS DE COCAÍNA E BENZOILECGONINA EM ÁGUAS FLUVIAIS NO RIO DE JANEIRO
Ecotoxicologia Aquática
Drogas de Abuso
Estresse Oxidativo
Aquatic Ecotoxicology
Oxidative Stress
Drugs of Abuse
Drogas Ilícitas
Bacias Fluviais
Biomarcadores
Cocaína
Qualidade da Água
Ecotoxicologia
Estresse Oxidativo / Rio de Janeiro
Araujo, Gabriel de Farias | Fecha del documento:
2023
Titulo alternativo
Monitoring and ecotoxicological assessment of environmental levels of cocaine and benzoylecgonine in river waters in Rio de JaneiroDirector
Co-director
Afiliación
Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Resumen en portugues
Cocaína (COC) e benzoilecgonina (BE), seu principal metabólito, vêm sendo detectadas em corpos hídricos. A literatura relacionada a efeitos de concentrações ambientais de COC e BE (µg e ng L-1 ) sobre organismos aquáticos não-alvo é escassa, sobretudo no modelo Danio rerio (zebrafish). Neste estudo, concentrações de COC e BE foram investigadas em cinco rios urbanos na cidade do Rio de Janeiro em campanhas de monitoramento nas estações seca e chuvosa. O espectrômetro de massas Q-Exactive Plus (Thermo Scientific) com ionização electrospray (ESI) foi utilizado na detecção de COC e BE nas amostras de água a partir de extração em fase sólida e análise em sistema Dionex 3000 UHPLC (Thermo Scientific). Embriões de zebrafish foram expostos à COC e BE por 96 h (50-5000 ng L-1 ), utilizando o OECD Fish Embryo Toxicity Test adaptado em placas de 24 poços, verificando-se efeitos morfológicos e teratogênicos. Zebrafish adultos foram expostos por 21 dias à COC (10-1000 ng L-1 ), BE (10-1000 ng L-1 ) e sua combinação (COC+BE 10+1000 ng L-1 e COC+BE 1000+10 ng L-1 ), analisando-se biomarcadores antioxidantes e oxidativos. Cocaína e BE foram quantificadas (> LQ) com 100 % de frequência em todas as campanhas e pontos de coleta, indicando a contaminação potencial desses ambientes e sugerindo a exposição ininterrupta de organismos não-alvo. Maiores níveis médios de COC (383,68 ± 269,57 ng L -1 ) e BE (1022,16 ± 535,04 ng L -1 ) foram observados na estação chuvosa comparados à estação seca (COC 192,27 ± 127,23 ng L -1 ; BE 504,30 ± 382,28 ng L -1 ), contrastando com os maiores resultados de NNH3 e DQO observados nesta estação (estação seca), sugerindo a influência do comportamento de consumo de COC associado à primavera/verão (estação chuvosa). Alterações morfológicas e teratogênicas foram observadas nos embriões expostos, com efeitos acima do observado no controle já a partir da menor concentração de BE (50 ng L-1 ) testada, a qual correspondeu à menos de 10 % da concentração média de BE monitorada. Modulações de biomarcadores de estresse oxidativo (principalmente no cérebro) foram observadas nos peixes adultos expostos, bem como estresse oxidativo associado à peroxidação lipídica e carbonilação de proteínas. Os resultados alertam para a presença de COC e BE em rios do Rio de Janeiro em níveis capazes de causar efeitos deletérios em organismo não-alvo, deflagrando um alarmante problema de saúde pública e meio ambiente.
Resumen en ingles
Cocaine (COC) and benzoylecgonine (BE) (main metabolite) have been detected in water sources. The literature on the effects of COC and BE environmental concentrations (µg and ng L-1 ) in non-target aquatic organisms is scarce, especially in the Danio rerio model (zebrafish). In this study, COC and BE concentrations were investigated in five urban rivers in Rio de Janeiro City, in monitoring campaigns in the dry and rainy seasons. The Q-Exactive Plus mass spectrometer (Thermo Scientific) with electrospray ionization (ESI) was used to detect COC and BE in water samples after solid phase extraction and analysis in a Dionex 3000 UHPLC system (Thermo Scientific). Zebrafish embryos were exposed to COC and BE for 96 h (50-5000 ng L-1 ), using the OECD Fish Embryo Toxicity Test adapted in 24-well plates, verifying morphological and teratogenic effects. Adult zebrafish were exposed for 21 days to COC (10-1000 ng L-1 ), BE (10-1000 ng L-1 ) and their combination (COC+BE 10+1000 ng L-1 and COC+BE 1000+ 10 ng L-1 ), analyzing antioxidant and oxidative biomarkers. Cocaine and BE were quantified (> LQ) with 100% frequency in all campaigns and sampled rivers, indicating the potential contamination of these environments and suggesting the uninterrupted exposure of non-target organisms. Higher average levels of COC (383.68 ± 269.57 ng L-1 ) and BE (1022.16 ± 535.04 ng L-1 ) were observed in the rainy season compared to the dry season (COC 192.27 ± 127, 23 ng L-1 ; BE 504.30 ± 382.28 ng L-1 ), contrasting with the higher N-NH3 and COD results observed in this season (dry season), suggesting the influence of COC consumption behavior associated with spring/summer (rainy season). Morphological and teratogenic alterations were observed in the exposed embryos, with effects above those observed in the control already from the lowest BE tested concentration (50 ng L-1 ), which corresponded to less than 10% of the average concentration of monitored BE. Modulations of oxidative stress biomarkers (mainly in the brain) were observed in exposed adult fish, as well as oxidative stress associated with lipid peroxidation and protein carbonylation. The results alert to the COC and BE presence in Rio de Janeiro rivers at levels capable of causing deleterious effects in non-target organisms, triggering an alarming public health and environmental problem.
Palabras clave en portugues
Contaminantes EmergentesEcotoxicologia Aquática
Drogas de Abuso
Estresse Oxidativo
Palabras clave en ingles
Emerging ContaminantsAquatic Ecotoxicology
Oxidative Stress
Drugs of Abuse
DeCS
Detecção do Abuso de SubstânciasDrogas Ilícitas
Bacias Fluviais
Biomarcadores
Cocaína
Qualidade da Água
Ecotoxicologia
Estresse Oxidativo / Rio de Janeiro
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