Avaliação da Toxicidade e Degradação do carbofurano por Cinco Espécies Fitoplanctônicas Dulcícolas Subtropicais

Abstract

O desenvolvimento de atividades agrícolas e industriais tem conduzido à contaminação de ambientes aquáticos por compostos químicos raramente ou nunca encontrados na natureza. Os pesticidas, incluindo os inseticidas que são frequentemente usados para reduzir ou eliminar pragas, trazem grandes preocupações à população pelo seu uso indiscriminado. O carbofurano é um inseticida de amplo espectro utilizado mundialmente, cuja toxicidade para o fitoplâncton tem sido pouco estudada, bem como o potencial de sua degradação. Este trabalho visa avaliar a influência do carbofurano no crescimento de cinco espécies fitoplanctônicas dulcícolas subtropicais, bem como a degradação deste composto pelas microalgas. Foram montadas culturas de Desmodesmus communis, Cosmarium depressum var. planctonicum, Pediastrum boryanum, Spondylosium pygmaeum e Xanthidium antilopaeum, com adição de seis concentrações de carbofurano (10; 100; 500; 1.000; 5.000 e 10.000 g/L). Um controle com algas e sem carbofurano e outro sem algas e com carbofurano foram preparados para mensurar o crescimento padrão e a degradação não biológica, respectivamente. As culturas (triplicata) foram mantidas por aproximadamente 13 dias para análise dos parâmetros de crescimento e toxicológicos. Além disso, foi avaliada a concentração de carbofurano por espectrometria de massa (LC-ESI-MS/MS) no início e no final dos experimentos. Quatro cepas apresentaram diferenças significativas entre o crescimento observado no controle e as concentrações mais elevadas enquanto Pediastrum boryanum não apresentou toxicidade. Desmodesmus communis e Xanthidium antilopaeum apresentaram maior crescimento na nas concentrações intermediárias de carbofurano, possivelmente relacionado à metabolização e utilização do composto. As análises de carbofurano demonstraram degradação de aproximadamente 100% na presença das cepas, enquanto a degradação não biológica foi de no máximo 50%. Este processo já foi bem estudado em bactérias e fungos, enquanto, para microalgas, apenas a degradação de outros pesticidas havia sido documentada, sendo este o primeiro registro de degradação do carbofurano pelo fitoplâncton.

Pesticides, such as insecticides, have risen public concerning on their uncontrolled use. Carbofuran is a broad spectra worldwide used insecticide, whose toxicity for the phytoplankton has been scarcely studied, as well as its potential degradation. This work aims to evaluate the carbofuran influence on the growth of five subtropical freshwater phytoplanktonic strains, as well as the degradation of this pesticide by microalgae. Experimental cultures of Desmodesmus communis, Cosmarium depressum var. planctonicum, Pediastrum boryanum, Spondylosium pygmaeum and Xanthidium antilopaeum, were prepared with six carbofuran concentration (10; 100; 500; 1,000; 5,000 and 10,000 mg/L). Also two controls were prepared to measure the regular growth of each microalgae and the non-biological degradation processes. Cultures (triplicates) were maintained for approximately 13 days, in order to determine both growth and toxicological parameters. Besides, we evaluated the carbofuran concentration by mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS) in the beginning and in the end of the experiment. We found significant differences in the growth of high concentration carbofuran exposed cultures for four strains, and only P. boryanum showed no growth inhibition. D. communis and X. antilopaeum showed growth enhancement in intermediary carbofuran concentrations, probably related to the metabolization of this pesticide, which has been only reported to bacteria before. All strains were able to degrade almost 100% of the added carbofuran, while the non-biological degradation was up to 50%. Carbofuran degradation was only demonstrated before by bacteria and fungi species. Our data showed for the first time carbofuran degradation by phytoplanktonic strains.