Ecological Risk Assessment in a Tropical Wetland contaminated with gasoline.

Benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX), principais componentes da gasolina, são comumente encontrados em solos e águas subterrâneas contaminados em função de acidentes em dutos de transporte ou tanques de armazenamento. A Avaliação de Risco Ecológico (ARE) é uma importante ferramenta para o gerenciamento de áreas contaminadas pois inclui a identificação dos efeitos adversos dos contaminantes ao ambiente. O objetivo do presente estudo foi desenvolver um esquema de ARE englobando os compartimentos ambientais água superficial, sedimentos e água subterrânea, em uma área de alagamento intermitente, atingida pelo derrame acidental de gasolina. O esquema foi baseado na Metodologia Tríade que inclui a integração dos resultados das linhas de evidência (LoE) química, ecotoxicológica e ecológica, para a estimativa do Risco Ambiental (RIAmb). Foram selecionados 9 pontos de água superficial e sedimentos dentro da área alagada; o 10 ponto foi considerado referência de área não afetada pela contaminação. Para a água subterrânea, 8 poços de monitoramento foram selecionados e um 9 poço foi considerado como referência. Quatro campanhas foram realizadas, em dezembro de 2012, julho e outubro de 2014 e fevereiro de 2015. A LoE química contou com resultados das análises de metais, BTEX e naftaleno; a LoE ecotoxicológica com bioensaios agudos (Aliivibrio fischeri, Hyalella azteca eDaphnia similis) e crônicos (Artemia salina, Desmodesmus subspicatus e D. similis). Em amostras de água, para a construção da LoE ecológica, utilizou-se biomarcadores de desregulação endócrina e de genotoxicidade em Oreochromis niloticus (Tilápia-do-Nilo) e, em sedimentos, o potencial de biodegradação de petróleo pela microbiota autóctone. Os resultados da LoE química indicaram que o nível de risco associado à contaminação por gasolina foi reduzido de maneira acentuada na água superficial e nos sedimentos da área alagada entre 2012 e 2015. A água subterrânea, no entanto, revelou-se como o compartimento ambiental mais afetado pelo acidente, exibindo fase livre de gasolina, elevadas concentrações de BTEX e naftaleno, o que manteve o nível do risco químico extremo. Os processos de volatilização durante a manipulação de amostras e ao logo do ensaio foram responsáveis pela subestimativa das concentrações de contaminantes às quais os organismos são expostos. Os resultados dos bioensaios agudos e crônicos da LoE ecotoxicológica indicaram redução no nível de risco na água superficial e nos sedimentos entre 2012 e 2015. Para água subterrânea (cuja realização de ensaios ecotoxicológicos é justificada ao longo do trabalho), o nível de risco ecotoxicológico apresentou redução inferior a 10%, mantendo-se extremo. O resultado dos ensaios com biomarcadores indicou efeitos de desregulação endócrina e de genotoxicidade em O. niloticus expostos às amostras de água superficial e subterrânea, em todas as campanhas, inclusive nos pontos/poços considerados referências de área não contaminada. Em 2015, mesmo na ausência dos contaminantes de interesse em valores acima dos limites de detecção, o nível de risco ecológico pouco variou para a água superficial. Houve aumento do risco ecológico em 35% para a água subterrânea. O resultado dos ensaios com a microbiota degradadora de petróleo sugere baixo potencial de biorremediação da área alagada. De maneira geral, o RIAmb da água superficial e dos sedimentos manteve-se moderado/ausente. Entretanto, o resultado das três LoEs com água subterrânea apontam para nível de risco extremo, indicando a necessidade de medidas urgentes de remediação.Benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX), major components of gasoline, are commonly found in soil and groundwater contaminated by accidents in transport pipelines or storage tanks. The Ecological Risk Assessment (ERA) is an important tool for managing contaminated areas by identifying the adverse effects of contaminants in the environment. The aim of this study was to develop an ERA framework comprising the environmental compartments surface water, sediments and groundwater in an area of intermittent flooding, potentially affected by accidental gasoline spillage. The framework was based on the triad methodology by integrating results of three lines of evidence (LoE) chemical, ecotoxicological and ecological, to estimate the Environmental Risk (EnvRI). We selected 9 points of surface water and sediments within the flooded area; a tenth point was considered reference of an area not affected by contamination. For groundwater, 8 monitoring wells were selected and a ninth well was considered as reference. Sampling campaigns were conducted in December 2012, July and October 2014 and February 2015. The chemical LoE included results from the analysis of metals, BTEX and naphthalene; the ecotoxicological LoE was analyzed by acute (Aliivibrio fischeri, Daphnia similis and Hyalella azteca) and chronic bioassays (Artemia salina, Desmodesmus subspicatus and D. similis). In water samples, the ecological LoE evaluated endocrine disruption and genotoxicity by using biomarkers in (Nile tilapia). In sediments, the potential of oil biodegradation by the indigenous microbiota of the area was evaluated. Results of the chemical LoE indicated that the level of risk associated with contamination by gasoline was sharply reduced in the surface water and sediment of the flooded area between 2012 and 2015. Groundwater, however, proved to be the compartment most affected by the accident, showing free-phase gasoline, high concentrations of BTEX and naphthalene, "and in this way" maintaining the level of extreme chemical hazard. The volatilization processes during samples handling and time duration were responsible for the underestimation of contaminant concentrations at which the organisms are exposed. Results of acute and chronic bioassays of the ecotoxicological LoE indicated reduction in the level of risk of surface water and sediment between 2012 and 2015. For the groundwater, the ecotoxicological level of risk showed reduction inferior to 10%, remaining in the category of extreme hazard. Biomarkers analyses indicated endocrine disrupting effects and genotoxicity in O. niloticus exposed to surface water and groundwater samples in all campaigns, including in points / wells considered uncontaminated. In 2015, even in the absence of contaminants of interest, the ecological level of risk exhibits no variation in surface water samples. There was an increase of ecological risk by 35% for underground water. Results of tests with the oil degrading microbiota suggests low potential for bioremediation of the flooded area. In general, the AmbRI for surface water and sediments remained moderate / absent. However, the result of the three LoEs pointed out to an extreme level of risk in the groundwater, indicating the urgent need for remediation actions on the site