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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35827
Título: | Ecotoxicidade de misturas dos filtros solares avobenzona, octocrileno e oxibenzona em plantas |
Título(s) alternativo(s): | Ecotoxicity of mixtures of the sunscreens avobenzone, octocrylene and oxybenzone on plants |
Autor(es): | Espirito Santo, Diego |
Orientador(es): | Peron, Ana Paula |
Palavras-chave: | Radiação ultravioleta Células vegetais Enzimas Estresse oxidativo Ultraviolet radiation Plant cells and tissues Enzymes Oxidative stress |
Data do documento: | 11-Dez-2024 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Francisco Beltrao |
Citação: | ESPIRITO SANTO, Diego . Ecotoxicidade de misturas dos filtros solares avobenzona, octocrileno e oxibenzona em plantas. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental: Análise e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2024. |
Resumo: | O trabalho teve por objetivo avaliar a toxicidade dos poluentes emergentes da classe dos filtros solares avobenzona (AVB), octocrileno (OCT) e oxibenzona (OXB), isolados e em misturas, nas plantas Cucumis sativus, Daucus carota, Solanum lycopersicum e Allium cepa, a partir de múltiplos biomarcadores. Os ensaios foram desenvolvidos entre março e outubro de 2024 na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) de Campo Mourão. As concentrações testadas foram AVB 1 e 10 ng/L, OCT 10 e 100 μg/L e OXB 2 e 20 μg/L, e as misturas foram preparadas por associações binárias AVB-OCT, AVB-OXB e OCT-OXB. Sementes de C. sativus, D. carota e S. lycopersicum foram germinadas para avaliação de fitotoxicidade através do Índice de Germinação (IG) e Índice de Crescimento Relativo (ICR). Bulbos de A. cepa foram utilizados para avaliação de citotoxicidade através do Índice Mitótico (IM) e genotoxicidade através do Índice de Alterações Celulares (IAC). Raízes de todas as espécies foram utilizadas para avaliação de estresse oxidativo via enzimática através da atividade das enzimas catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPOX) e superóxido dismutase (SOD). Raízes dos bulbos de A. cepa foram utilizadas para avaliação de estresse oxidativo via não-enzimática através da atividade antioxidante (DPPH), conteúdo fenólico (FC) e peroxidação lipídica (TBARS). Os bulbos ainda foram utilizados para obter a taxa de absorção dos filtros pela planta. Como resultado, os filtros foram fitotóxicos ao reduzirem o alongamento radicular em casos específicos quando isolados e de forma predominante nas misturas em ambas as concentrações. Foram observadas que concentrações mais baixas podem causar efeitos maiores às sementes comparado às concentrações mais altas por serem mais absorvidas pelas raízes. Todos os tratamentos foram citotóxicos ao reduzirem a divisão celular e genotóxicos por induzirem alterações de desordens e perdas cromossômicas, com efeitos mais pronunciados nas misturas e pico de IAC para AVB-OCT. Todos os tratamentos causaram estresse oxidativo com modulações de CAT, APX, GPOX e SOD, com destaque para AVB, OXB, AVB-OCT e AVB-OXB, que indicaram excesso de espécies reativas de oxigênio (EROs) do tipo peróxido de hidrogênio (H2O2), danos à membrana e parede celular e ocorrência de superóxido (O2-) relacionada às alterações cromossômicas observadas. Também foi possível estabelecer uma relação entre estes filtros que causaram mais danos às enzimas como sendo os filtros mais absorvidos pelas raízes. Os tratamentos ainda causaram estresse oxidativo pelas vias não-enzimáticas com inibição de DPPH, produção de FC para AVB, AVB-OXB e OCT-OXB e indução de TBARS para AVB e AVB-OXB. De modo geral, a mistura AVB-OCT demonstrou o maior potencial de sinergia e aumento de dano, e AVB desempenhou papel chave estando presente nos tratamentos mais tóxicos, isolada ou em mistura. O cenário encontrado é perigoso para a agricultura e para os organismos devido à elevada probabilidade de exposição às misturas. Sugere-se a busca por fontes alternativas de proteção solar, investimento em tecnologias avançadas de tratamento para as ETEs e atualizações legislativas. Com a pesquisa, foram obtidas descobertas inéditas do comportamento de poluentes em misturas complexas e seus diferentes mecanismos de ação em plantas. |
Abstract: | This study aimed to assess the toxicity of emerging pollutants from the sunscreen class avobenzone (AVB), octocrylene (OCT), and oxybenzone (OXB), alone and in mixtures, on the plants Cucumis sativus, Daucus carota, Solanum lycopersicum, and Allium cepa, using multiple biomarkers. The tests were conducted between March and October 2024 at Federal University of Technology – Paraná (UTFPR) in Campo Mourão. The concentrations tested were AVB 1 and 10 ng/L, OCT 10 and 100 μg/L, and OXB 2 and 20 μg/L, and the mixtures were prepared by binary associations AVB-OCT, AVB-OXB, and OCT-OXB. Seeds of C. sativus, D. carota, and S. lycopersicum were germinated for phytotoxicity evaluation using the Germination Index (GI) and Relative Growth Index (RGI). A. cepa bulbs were used to assess cytotoxicity using the Mitotic Index (MI) and genotoxicity using the Index of Cellular Alterations (ICA). Roots of all species were used to assess oxidative stress via enzymatic activity of the enzymes catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPOX), and superoxide dismutase (SOD). The roots of A. cepa bulbs were used to assess oxidative stress via non-enzymatic means through antioxidant activity (DPPH), phenolic content (FC), and lipid peroxidation (TBARS). The bulbs were also used to obtain the absorption rate of the filters by the plant. As a result, the filters were phytotoxic by reducing root elongation in specific cases when isolated and predominantly in the mixtures at both concentrations. It was observed that lower concentrations can cause greater effects on seeds compared to higher concentrations because they are more absorbed by the roots. All treatments were cytotoxic by reducing cell division and genotoxic by inducing altered chromosomal disorders and losses, with more pronounced effects in mixtures and peak ICA for AVB-OCT. All the treatments caused oxidative stress with modulations of CAT, APX, GPOX, and SOD, with AVB, OXB, AVB-OCT, and AVB-OXB standing out, which indicated an excess of reactive oxygen species (ROS) of the hydrogen peroxide (H2O2) type, damage to the cell membrane and wall, and the occurrence of superoxide (O2-) related to the chromosomal alterations observed. It was also possible to establish a relationship between the filters that caused the most damage to the enzymes and the filters most absorbed by the roots. The treatments also caused oxidative stress via non-enzymatic pathways with DPPH inhibition, production of FC for AVB, AVB-OXB and OCT-OXB, and induction of TBARS for AVB and AVB-OXB. In general, the AVB-OCT mixture showed the greatest potential for synergy and increased damage and AVB played a key role by being present in the most toxic treatments, alone or in a mixture. The scenario found is dangerous for agriculture and organisms due to the high probability of exposure to the mixtures. It is suggested to search for alternative sources of solar protection, investment in advanced treatment technologies for WWTPs and legislative updates. The research provided unprecedented insights into the behavior of pollutants in complex mixtures and their different mechanisms of action on plants. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35827 |
Aparece nas coleções: | FB - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental: Análise e Tecnologia Ambiental |
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