Mainstraining complexity in ecological risk assessment : accounting for bioavailability and multiple approach responses

Orientador(a): Profa. Dra. Fabiane GallucciCoorientador: Prof. Dr. Rodrigo Brasil ChoueriTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor Centro de Estudos do Mar, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros. Defesa : Pontal do Paraná, 30/03/2020Inclui referências: p. 111-126Resumo: A Avaliação de Risco Ecológico (ARE) é um processo usado para avaliar o impacto das atividades humanas no meio ambiente e é uma parte importante do portfólio de informações sobre a política ambiental. Em uma ARE amplamente satisfatória, a análise precisa indispensavelmente abranger uma seleção de ensaios, incluindo uma variedade de respostas relevantes provenientes de diferentes níveis de organização biológica, bem como diferentes espécies, não apenas com base na cadeia alimentar, mas na variabilidade em outras características ecológicas. Portanto, a fim de entender os mecanismos de ação tóxica e os efeitos ecológicos em sistemas complexos, há a necessidade de considerar múltiplas abordagens que incorporem processos moleculares, fisiológicos e ecológicos. Esta tese tem como objetivo compreender como a variabilidade ambiental, as características de espécies e o uso de múltiplas abordagens influenciam a caracterização de efeitos ecológicos de acordo com ARE. Para isso, uma série de experimentos foi realizada para analisar os efeitos ambientais de um contaminante orgânico emergente e frequentemente encontrado no meio ambiente (o biocida anti-incrustante Irgarol),, sob diferentes condições ambientais, utilizando diferentes espécies (isoladamente ou em ensaios de comunidade) e abordagens ecotoxicológicas. Os principais resultados da tese foram: (1) o carbono orgânico total do sedimento influencia os efeitos do Irgarol sobre assembléias de nemátoda; (2) O pH da água intersticial não apresenta influência na toxicidade de Irgarol sobre assembléias ne nemátodas; (3) Os efeitos do Irgarol dependem das características ecológicas dos organismos; (4) Os ensaios de nível individual de uma única espécie podem ser menos sensíveis à contaminação do que os parâmetros nos níveis mais baixo e mais alto de organização biológica; e (4) Diferentes abordagens exibem diferentes caracterizações de efeitos ecológicos. Os resultados dos diferentes estudos que fazem parte desta tese fornecem evidências substanciais de que a interação entre ''disponibilidade ambiental'', ''biodisponibilidade ambiental'' e ''biodisponibilidade toxicológica'' acabará por determinar os efeitos ecológicos dos contaminantes nos organismos vivos. Como tal, as principais conclusões desta tese podem dar suporte ao projeto de futuras estruturas de ERA relativas à contaminação de sedimentos estuarinos.Abstract: Ecological Risk Assessment (ERA) is a process used to evaluate the impact of human activities on the environment and it is an important part of the information portfolio that improves the environmental policy. A widely satisfactory ecological risk assessment, must necessarily cover a selection of assays, including responses at different levels of biological organization, and different species considering not only the food chain but other ecological traits of model organisms. As such, there is a need to consider multiple approaches that incorporate molecular, physiological as well as ecological processes in order to understand the mechanisms of the toxic action as well as the ecological effects on complex systems. This thesis aims at understanding how the environmental variability, species traits and the use of multiple approaches influence the characterization of ecological effects in ecological risk assessment. For that, a series of experiments were conducted to analyze the environmental effects of an emerging organic contaminant (antifouling biocide Irgarol), under different environmental conditions, using different species (in isolation or in community assays) and ecotoxicological approaches. Main findings from the thesis were that (1) Sediment total organic carbon influence the effects of Irgarol on nematode assemblages, (2) Pore-water pH does not affect Irgarol toxicity over nematode assemblages; (3) Effects of Irgarol depends on organisms' ecological traits; (3) Single-species individual level assays can be less sensitive to contamination than endpoints at lower and higher levels of biological organization; (4) Different approaches display different characterizations of ecological effects. The results from the different studies that make part of this thesis provide substantial evidence that the interplay between ''environmental availability'', ''environmental bioavailability'' and ''toxicological bioavailability'' will ultimately determine ecological effects of contaminants in living organisms. As such, the main findings from this thesis may give support to the design of future ERA frameworks concerning contamination of estuarine sediments