Extraction and Concentration of Freshwater – and Seawater – Derived Dissolved Organic Matter for Use in Aquatic Toxicology Studies

Abstract

Dissolved organic matter (DOM) is defined as the organic matter that passes through a 0.45 μm-mesh filter. Recent studies have shown the DOM importance in mitigating trace metals and organic pollutants toxicity. In general, studies with DOM are performed using commercial organic matter. However, it has been demonstrated that this organic matter has little structural similarity with the aquatic humic acids. Furthermore, a natural DOM is composed by different fractions, which can exhibit different complexing properties with metals. Thus, it is important to evaluate the effect of different sources of natural DOM on pollutants toxicity. To use natural DOM in aquatic toxicity tests, it is necessary to extract and provide suitable storage for samples in the laboratory. The ideal process for DOM isolation from natural waters should be capable of rapidly and effectively extracting large quantities of DOM from water without fractionation, chemical alteration and/or other losses. Therefore, in the present paper we describe the methodological approaches currently in use in our laboratory for extraction and concentration of both freshwater and seawater-derived DOM using reverse osmosis (freshwater) and solid phase extraction (seawater).

Extração e concentração de matéria orgânica dissolvida de águas doce e marinha para uso em estudos de toxicologia aquática A matéria orgânica dissolvida (MOD) é definida como a matéria orgânica que passa através de uma membrana de 0,45 μm. Estudos recentes têm mostrado a importância da MOD na proteção contra a toxicidade de metais e poluentes orgânicos. Em geral, os estudos com MOD são realizados com matéria orgânica comercial. No entanto, tem sido demonstrado que esta matéria orgânica tem pouca semelhança estrutural com os ácidos húmicos aquáticos. Além disso, a MOD natural é composta por diferentes frações, que podem exibir diferentes capacidades de complexação com os metais. Portanto, é importante avaliar o efeito de diferentes fontes de MOD natural na toxicidade dos poluentes. Porém, para usar a MOD natural em testes de toxicidade é necessária adequada extração e armazenagem das amostras em laboratório. O processo ideal para isolar MOD de águas naturais deve ser capaz de extrair rápida e efetivamente grandes quantidades de MOD da água sem fracionamento, alteração química e/ou outras perdas. Portanto, no presente artigo, nós descrevemos as estratégias metodológicas atualmente utilizadas em nosso laboratório para a extração e concentração de MOD de águas doce e marinha, através de osmose reversa (água doce) e extração em fase sólida (água do mar).