Ecotoxicological assessment of synthetic and biogenic surfactants

The employment on a global scale and the increasing release of surfactants on the ecosystems cause the accumulation of their residues on environment, consequently altering its original characteristics and whose potential impacts on organisms remain not elucidated. Ecotoxicology is an essential science regarding the assessment and knowledge about the impact of toxic compounds on biological systems. The waterflea Daphnia magna is one of the most sensitive species of ecotoxicological standardized assays. However, it is also important to consider the use of autochthonous species, such as Dendrocephalus brasiliensis, in studies performed in tropical regions, since they attend the specificities of local ecosystems and provide realistic results. In this sense, the aim of this study was to evaluate the ecotoxicological parameters for chemical surfactants – sodium dodecyl sulphate and Triton X-100 – and biogenic surfactants – surfactin, iturin and fengycin – at different concentrations using D. magna as model organism and D. brasiliensis as the representative species of tropical freshwaters. Data obtained through acute toxicity tests revealed a dose-dependent for all chemicals. D. brasiliensis showed lower EC50-48h values than D. magna considering all the tested compounds, indicating a higher sensitivity of the tropical species in relation to the species from temperate regions. The results confirmed an environmentally safe behaviour of fengycin and iturin. Nevertheless, surfactin was the less safety biosurfactant for both organisms, indicating that even biological compounds are able to cause deleterious effects on living organisms. Also, the synthetic surfactants exhibited high toxicity effects, as the compounds showed immobility impacts on both species even in low concentrations. Evaluations considering the recommended dosage revealed a higher toxicity of SDS for both species. The higher responsiveness of D. brasiliensis highlights the organism as a promising tool for ecotoxicological studies regarding tropical climates.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)A utilização em escala global e crescente liberação de tensoativos nos ecossistemas provoca o acúmulo de resíduos no ambiente, os quais alteram a característica original do meio e cujo potencial de impacto sobre os organismos permanece pouco conhecido e mal caracterizado. A ecotoxicologia é primordial na avaliação do impacto de compostos tóxicos sobre os sistemas biológicos. A espécie de microcrustáceo Daphnia magna é considerada um dos principais organismos-modelo de ensaios ecotoxicológicos padronizados. Porém, é importante considerar a utilização de espécies autóctones, como Dendrocephalus brasiliensis, em estudos realizados em regiões tropicais, pois estas estão adaptadas às especificidades do ecossistema local e fornecem resultados realísticos. Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi avaliar a segurança ecotoxicológica de tensoativos de origem química - dodecil sulfato de sódio e Triton X-100 - e de tensoativos de origem biólógica - surfactina, iturina e fengicina – em diferentes concentrações empregando D. magna como organismo-modelo e D. brasiliensis como espécie representativa de regiões tropicais. De acordo com os resultados dos testes toxicológicos, D. brasiliensis demonstrou valores de EC50-48h menores em comparação à D. magna para todos os compostos testados, indicando maior sensibilidade da espécie tropical em relação à espécie originária de regiões temperadas. O lipopeptídeo surfactina demonstrou baixa toxicidade, indicando que mesmo compostos biológicos podem provocar efeitos deletérios nos cladóceros testados. Por outro lado, os resultados dos bioensaios revelaram um comportamento ambientalmente seguro dos tensoativos biológicos fengicina e iturina. Já os tensoativos químicos provocaram imobilidade em ambas as espécies mesmo em baixas concentrações. De acordo com dados de concentração de uso recomendada, o tensoativo SDS apresentou maior efeito de toxicidade às espécies D. magna e D. brasiliensis. Os resultados confirmam efeito dependente da concentração utilizada de todos os tensoativos avaliados, os quais podem provocar efeitos adversos sobre o ecossistema aquático nas respectivas concentrações de uso. A maior capacidade de resposta de D. brasiliensis evidencia a espécie como uma promissora alternativa a ser utilizada em ensaios ecotoxicológicos considerando regiões tropicais