Avaliação da interação toxicológica de misturas: nanoplástico de Poliestireno e Hormônio 17a-Etinilestradiol

Abstract

Os materiais plásticos são alguns dos principais poluentes atuais devido ao aumento exponencial no consumo somado ao seu descarte inadequado. Os micro (MP) e nanoplásticos (NP) em escala reduzida são utilizados principalmente como abrasivos em produtos de cuidados pessoais. Entretanto, aqueles oriundos da degradação físico-química e biológica dos plásticos no meio ambiente também formam MP e NP. Devido a suas características hidrofóbicas, MP e NP podem interagir com outros poluentes emergentes e possivelmente, causando efeito adverso na biota. O 17a-Etinilestradiol (EE2) é um dos principais poluentes emergentes em se tratando de desreguladores endócrinos tanto pelo elevado consumo quanto por seus efeitos. Dentre seus principais efeitos estão a alteração de características sexuais secundárias e a feminização da biota aquática. A remoção insuficiente do EE2 durante os processos de tratamento de efluentes torna seu lançamento nos corpos hídricos ou sua retenção no lodo preocupante. A toxicidade de misturas é a ferramenta através da qual é possível compreender os efeitos de dois ou mais compostos nos seres vivos. O presente trabalho visa caracterizar e avaliar o potencial toxicológico do NP de poliestireno (PS) e EE2 isolados e em misturas com os ensaios de ingestão, toxicidade aguda e crônica. A caracterização dos compostos foi realizada com os parâmetros: Potencial Zeta (PZ), Diâmetro Efetivo (DE), Índice de polidispersão (IPD), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Como resultados o diâmetro médio do NPPS (85,13 ± 11,08 nm) via MET e o PZ e IPD indicaram elevada estabilidade em água NPPS e partículas monodispersas, respectivamente. A mistura com o EE2 não aumentou significativamente o diâmetro efetivo do NPPS, porém reduziu o PZ. Essa redução não foi suficiente para torná-lo instável. Os ensaios toxicológicos foram realizados com os compostos isolados e em diferentes proporções da mistura NPPS + EE2. A ingestão do NPPS e mistura indicou que o EE2 reduzi a retenção do NPPS nos organismos teste. Os resultados de toxicidade aguda foram aplicados no método do isobolograma resultando em um efeito majoritariamente antagônico de baixa intensidade. Os ensaios de toxicidade crônica em concentrações ambientalmente relevantes demonstraram pouco ou nenhum efeito dos materiais isolados e em mistura. Esses resultados demonstram que para Daphnia magna, um organismo não-alvo do EE2 o poluente não causou efeitos em níveis preocupantes.

Abstract: Plastic materials are some of the main environmental pollutants due to its exponential growth in consumption and incorrect disposal. Micro (MP) and Nanoplastics (NP) are mainly used as abrasive particles in personal care products. However, the physical-chemical and biological degradation of plastics can also generate MP and NP. Due to its hydrophobic properties, MP and NP can interact with emerging pollutants present in the water and soil, causing adverse effect on the biota. 17a-Ethinylestradiol (EE2) is one of the main emerging pollutants known as endocrine disruptor compounds because of both its high consumption and its effects. Amongst these effects the most preeminent are the altering of secondary sexual traits and the feminization process of the biota. The insufficient removal of EE2 during the effluent treatment process raises concern on its final disposal in water bodies and the sludge originated on the treatment. Mixture toxicity is the tool with which is possible to assess the effects of two or more compounds on the living organisms. The present dissertation aims to characterize the toxicological potential of the polystyrene (PS) NP and EE2 both isolated and in mixtures using the uptake, acute and chronic toxicity tests. The characterization of the compounds was performed to measure: Zeta Potential (PZ), Effective Diameter (DE), Polydispersity Index (IPD), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Transmission Electron Microscopy (MET). As results, the MET calculated NPPS average diameter (85,13 ± 11,08 nm) and the PZ and IPD indicated an elevated stability of the suspension and its monodispersity, respectively. When in the presence of EE2, the stability was not significantly changed to enlarge NPPS?s DE, although it reduced the PZ, but still remaining stable. The toxicological assays were performed with different ratios between the compounds (NPPS-EE2). The ingestion of NPPS indicated that EE2 reduces the accumulation of NPPS on the tested organisms. The acute toxicity results were applied to the isobologram method resulting in a overall mild antagonist effect. The chronic toxicity results indicated that the environmentally relevant concentrations applied had little to no effect observed for neither the isolated compounds nor the mixture, indicating that for Daphnia magna, a non-target species for EE2, the pollutants have not caused these effects in concerning levels.