Avaliação da toxicidade de Tiametoxam, Ciproconazol e Paraquat em invertebrados aquáticos

The State of Tocantins is becoming one of the main agricultural centers in Brazil, and the availability of water resources have strengthened agricultural production in the state. Monoculture areas extend mainly along the Araguaia and Tocantins watersheds, which are the two main drainage systems. To achieve high productivity, agricultural crops are highly dependent of pesticide use. As such, agricultural pesticides may reach the aquatic ecosystems through leaching and drift after application, also through the adsorption to biological materials and soil clay particles that are carried to aquatic system by erosion. Consequently, the aquatic ecosystem may be affected due to the toxic effect of these pesticides to aquatic species of different trophic levels. As a result of a field survey of several areas of cultivation in the State of Tocantins, it was found that the insecticide thiamethoxam (TMX), the fungicide cyproconazole (CPZ) and the herbicide paraquat (PQ) are the main pesticides used in many crops, in different areas of cultivation. The aim of this study was to evaluate the toxicity of TMX, CPZ and PQ for freshwater invertebrates, in order to contribute to ecological risk assessment of agricultural pesticides in the ecosystem of the Araguaia-Tocantins watershed. Since information on the lethal and sub-lethal toxicity of the different compounds, particularly for ecologically relevant aquatic species, is crucial for risk assessment of pesticide in aquatic ecosystems, ecotoxicological tests were carried using laboratory tests with two freshwater invertebrates, the dipteran Chironomus riparius and the planarian Dugesia tigrina. Preliminary studies revealed that environmentally relevant concentrations of TMX is did not induced toxicity to D. tigrina and thus, effects of this insecticide were evaluated only using C. riparius (survival, growth, emergence and evaluation of biochemical responses). In the evaluation of CPZ toxicity, the endpoints evaluated in C. riparius included survival, growth and emergence, while in D. tigrina effects were evaluated in terms of survival, regeneration and behavioral responses (locomotion and feeding). For the assessment of PQ toxicity, chronic tests were conducted with C. riparius (growth, emergence and adult weight) and D. tigrina (regeneration, locomotion, and feeding). Our results showed that TMX is highly toxic to C. riparius, since environmentally relevant concentrations affects not only the development rates, but also survival. The CPZ fungicide is moderately toxic to C. riparius (delayed emergence time) and D. tigrina (decreased locomotor activity, feeding activity and delayed regeneration). The herbicide PQ also caused a delay in emergence time and decrease in body weight of C. riparius imagos, as well as reduction in locomotor activity, feeding activity and regeneration of D. tigrina. This study adds ecotoxicological data on the effects of TMX, CPZ and PQ to freshwater invertebrates and suggests that in the long term, these pesticides can potentially disrupt food chains and community structure in freshwater ecosystems. The application of these pesticides namely in the Araguaia-Tocantins watershed should thus be closely monitored in agricultural areas in order to avoid impacts on aquatic ecosystems.O Estado do Tocantins está se tornando um dos principais polos de cultivo agrícola do Brasil e a disponibilidade de recursos hídricos têm fortalecido a produção agrícola no Estado. As áreas de monocultura estendem-se principalmente ao longo da bacia hidrográfica Araguaia e Tocantins, sendo estes os dois principais sistemas de drenagem. Para obtenção de elevadas produtividades, os cultivos agrícolas são altamente dependentes do uso de pesticidas. Adicionalmente, os pesticidas agrícolas podem chegar aos ecossistemas aquáticos através da lixiviação e deriva após a aplicação e também através da adsorção a materiais biológicos e às partículas de argila do solo que são carregados para sistemas aquáticos pelos processos de erosão. Consequentemente, o ecossistema aquático pode ser afetado, devido ao efeito tóxico destes pesticidas para espécies aquáticas de diferentes níveis tróficos. Como resultado de uma pesquisa de campo em várias áreas de cultivo no Estado do Tocantins, verificou-se que o inseticida tiametoxam (TMX), o fungicida ciproconazol (CPZ) e o herbicida Paraquat (PQ) estão entre os principais pesticidas utilizados em diversas culturas e em diferentes áreas de cultivo. O objetivo deste estudo foi avaliar a toxicidade de TMX, CPZ e PQ para invertebrados de água doce, de modo a contribuir para análise de risco ecológico de pesticidas agrícolas no ecossistema da bacia hidrográfica Araguaia-Tocantins. Como a informação sobre a toxicidade letal e sub-letal de diferentes compostos, particularmente para espécies aquáticas ecologicamente relevantes, é crucial para a avaliação dos riscos de pesticidas em ecossistemas aquáticos, foram realizados ensaios ecotoxicológicos, utilizando ensaios laboratoriais com dois invertebrados de água doce, o díptero Chironomus riparius e a planária Dugesia tigrina. Estudos preliminares revelaram que TMX não é tóxico para D. tigrina em concentrações ambientalmente relevantes, logo a toxicidade deste pesticida foi avaliada apenas sobre C. riparius (sobrevivência, crescimento, emergência e avaliação de respostas bioquímicas). Na avaliação da toxicidade de CPZ, os parâmetros avaliados em C. riparius incluem sobrevivência, crescimento e emergência, enquanto que em D. tigrina foram avaliados sobrevivência, regeneração e respostas comportamentais (locomoção e alimentação). Para avaliação da toxicidade de PQ, ensaios crônicos foram conduzidos com C. riparius (avaliação de crescimento, emergência e peso de mosquitos adultos) e D. tigrina (avaliação de regeneração, locomoção e alimentação). Os resultados evidenciaram que TMX é altamente tóxico para C. riparius, uma vez que concentrações ambientalmente relevantes afetam não só o desenvolvimento do organismo, mas também a sobrevivência. O fungicida CPZ é moderadamente tóxico para C. riparius (atraso no tempo à emergência) e D. tigrina (decréscimo da atividade locomotora, atividade alimentar e capacidade de regeneração). O herbicida PQ também provocou atraso no tempo à emergência, além de diminuição do tamanho dos adultos de C. riparius, bem como redução na atividade locomotora, atividade alimentar e capacidade de regeneração de D. tigrina. Este estudo acrescenta dados ecotoxicológicos sobre os efeitos de TMX, CPZ e PQ sobre invertebrados de água doce e sugere que, em longo prazo, estes pesticidas podem potencialmente perturbar cadeias alimentares e estrutura da comunidade nos ecossistemas de água doce. A aplicação destes pesticidas em particular na bacia hidrográfica Araguaia-Tocantins deve ser cuidadosamente monitorada nas áreas agrícolas de modo evitar impactos sobre os ecossistemas aquáticos