Biomonitoramento de contaminantes de preocupação emergente no Rio Uruguai: uma abordagem integrada da qualidade da água e biomarcadores em peixe neotropical | Biomonitoring of contaminants of emerging concern in the Uruguay River: an integrated approach to water quality and biomarkers in neotropical fish

Freshwater resources are ecosystems increasingly threatened worldwide by anthropogenic activities. Contaminants of emerging concern (CECs) are frequently detected in surface waters and affect the health of exposed organisms. The de-characterization of natural landscapes and unregulated changes in land use and occupation are factors that contribute to increase aquatic contamination. The aim of this study was to assess the presence of CECs, such as pesticides, human and veterinary pharmaceuticals, hormones and plastic particles, in the Uruguay River, southern Brazil. It also aimed to evaluate biochemical biomarkers in different tissues of Astyanax spp. fish collected in situ, as well as and the potential for pesticides bioaccumulation in fish muscle, in order to determine the influence of water quality on these organisms. Water, sediment, and fish samples were collected from three sites along the Uruguay River: Doutor Maurício Cardoso (DMC), São Borja (SB), and Uruguaiana (URU). These regions were selected to represent different environmental, population and land use and occupation characteristics. Analyses of pesticides and pharmaceuticals in water were conducted monthly over the course of one year, while sediment sampling for pesticide analysis, water sampling for plastic particle analysis and for the assessment of physicochemical and microbiological variables, and fish collection were carried out seasonally. The presence of CECs was confirmed at all sites and throughout the sampling period. Seventeen pesticides were detected in water, four in sediment and three in the fish muscle; thirteen pharmaceuticals, one hormone and twenty-four plastic particles were also found in the water. According to the distance-based multivariate analysis of variance (dbMANOVA), biomarker responses were mainly influenced by seasonality. The final model obtained through redundancy analysis (RDA) showed that the physicochemical variables of the water, such as pH and temperature, were the main contributors to the biochemical biomarker responses in Astyanax spp., followed by the pesticides: tebuconazole, carbendazim, and thiamethoxam. Furthermore, partitioning analysis demonstrated that the effect on biochemical biomarkers was enhanced when pH, temperature, tebuconazole, carbendazim, and thiamethoxam were evaluated together. Regarding plastic particles, the most abundant samples were classified as mesoplastic, ranging in size from 5 to 25 mm. The plastic particles were found in the form of fibers and fragments, with colors blue, colorless (white and transparent), black, green, and purple. The identified polymers were polyester, rayon, acrylic, polypropylene, polyethylene, and polystyrene. Therefore, the results of this study demonstrate that the middle Uruguay River contains a variety of contaminants of both urban and rural origin. Seasonality was a determining factor for biomarker responses, with pH, temperature, and pesticides (tebuconazole, carbendazin and thiamethoxam) being the main contributors to these responses. Thus, the Uruguay River presents a complex mixture of contaminants that affects the health of exposed organisms.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Os recursos hídricos de água doce são ecossistemas ameaçados mundialmente pelas ações antrópicas. Os contaminantes de preocupação emergente (CPE) são frequentemente detectados em águas superficiais e afetam a saúde dos organismos expostos. A descaracterização das paisagens naturais e as modificações desordenadas do uso e ocupação do solo são fatores que contribuem para o aumento da contaminação aquática. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a presença de CPE, como agrotóxicos, medicamentos humanos e veterinários, hormônios e partículas plásticas, no Rio Uruguai, sul do Brasil. Também, avaliar biomarcadores bioquímicos em diferentes tecidos de peixes Astyanax spp. coletados in situ e o potencial de bioacumulação de agrotóxicos no músculo dos peixes, para verificar a influência da qualidade da água nestes organismos. Amostras de água, sedimento e peixes foram coletadas em três locais ao longo do médio Rio Uruguai: Doutor Maurício Cardoso (DMC), São Borja (SB) e Uruguaiana (URU), de forma que as regiões abrangessem diferentes características ambientais, populacionais e de uso e ocupação do solo. As análises de agrotóxicos e medicamentos na água ocorreram mensalmente durante um ano, enquanto as coletas de sedimentos para análise de agrotóxicos, de água para análise de partículas plásticas e para determinação das variáveis físico-químicas e microbiológicas, e peixes, ocorreram sazonalmente. Foi confirmada a presença de CPE em todos os locais e durante todo o período de amostragem. Foram detectados dezessete agrotóxicos na água, quatro nos sedimentos e três no músculo dos peixes; treze medicamentos na água, um hormônio e vinte e quatro partículas plásticas. De acordo com a análise de variância multivariada baseada em distância (MANOVA-db), as respostas dos biomarcadores foram moduladas, principalmente, pela sazonalidade. O modelo final obtido para a análise de redundância (RDA) demonstrou que as variáveis físico-químicas da água, como o pH e a temperatura, são os fatores que mais contribuíram para as respostas dos biomarcadores bioquímicos em Astyanax spp., seguido dos agrotóxicos: tebuconazol, carbendazin e tiametoxam. Além disso, a análise de partição demonstrou que o efeito nos biomarcadores bioquímicos é potencializado quando o pH, temperatura, tebuconazol, carbendazin e tiametoxam são avaliados em conjunto. Em relação às partículas plásticas, as amostras mais abundantes corresponderam à classe de mesoplásticos, com tamanho variando de 5 a 25 mm. As partículas plásticas apresentaram forma de fibra e fragmento, e coloração azul, incolor (brancos e transparentes), preto, verde e roxo. Os polímeros identificados foram o poliéster, rayon, acrílico, polipropileno, polietileno e poliestireno. Portanto, os resultados obtidos neste estudo demonstram que o médio Rio Uruguai contém uma variedade de contaminantes de origem urbana e rural. A sazonalidade foi um fator determinante para as respostas dos biomarcadores, sendo que o pH, a temperatura e os agrotóxicos (tebuconazol, carbendazin e tiametoxam) foram os principais contribuintes para estas respostas. Diante disso, o Rio Uruguai apresenta uma mistura complexa de contaminantes e que afeta a saúde dos organismos expostos.