Độc tính của các chế phẩm diệt khuẩn trong đất đối với cộng đồng vi sinh vật đường ruột ở Balloniscus selowii Brandt, 1983 (Giáp xác: Isopoda: Oniscidea)

Water, Air, and Soil Pollution - Tập 231 - Trang 1-8 - 2020
Lisiane Martins Volcão1, Letícia Schmidt Fraga1, Rodrigo de Lima Brum1, Renata Rodrigues de Moura1, Eduardo Bernardi2, Daniela Fernandes Ramos3, Flávio Manoel Rodrigues da Silva Júnior1
1Laboratório de Ensaios Farmacológicos e Toxicológicos, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande, Brazil
2Núcleo de Biologia, Ecologia e Aplicação de Fungos, Instituto de Biologia, Departamento de Microbiologia e Parasitologia, Universidade Federal de Pelotas/UFPel, Pelotas, Brazil
3Núcleo de Desenvolvimento de Fármacos, Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Rio Grande/FURG, Rio Grande, Brazil

Tóm tắt

Ô nhiễm đất do các sản phẩm dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân (PPCPs) đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu. Việc liên tục xả thải các sản phẩm này vào môi trường có thể làm suy giảm sức khỏe của các sinh vật không phải mục tiêu cũng như can thiệp vào các tương tác sinh thái giữa các loài. Chúng tôi giả thuyết rằng ô nhiễm đất do các sản phẩm này ảnh hưởng đến vi khuẩn đường ruột của các loại động vật phân hủy lớn sống cộng sinh với những vi sinh vật này và do đó can thiệp vào quá trình hấp thu dinh dưỡng của các động vật này. Do đó, nghiên cứu này nhằm đánh giá các ảnh hưởng của đất ô nhiễm bởi triclosan (TCS) và chlorhexidine (CHX) thông qua việc phân tích sự thay đổi trong quá trình hấp thu dinh dưỡng và mẫu hấp thu các nguồn carbon từ vi khuẩn đường ruột của Balloniscus selowii. Tỷ lệ tiêu thụ thức ăn ở B. selowii không bị ảnh hưởng bởi các biocides, tuy nhiên tỷ lệ hấp thụ cũng như hiệu quả hấp thụ (%) đã giảm trong điều trị với triclosan. Dựa trên các kết quả thu được, đất và vi khuẩn đường ruột cho thấy phản ứng tương tự đối với mỗi điều trị nghiên cứu khi so với các điều trị khác. Tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể trong các giá trị về đa dạng, đồng đều và phong phú. Hoạt động dehydrogenase không cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa sự tiếp xúc với TCS và CHX và đối chứng. Trong nghiên cứu này, việc tiếp xúc với biocides TCS và CHX đã làm thay đổi hồ sơ chuyển hóa của vi sinh vật trong đất và do đó cũng của ống tiêu hóa của B. selowii. Với sự tiếp xúc với TCS, sự thay đổi này đủ để ảnh hưởng đến việc hấp thu dinh dưỡng bởi B. selowii. Việc liên tục xả thải các chất kháng khuẩn như chlorhexidine và triclosan vào môi trường có thể làm suy giảm sức khỏe của các sinh vật không phải mục tiêu và can thiệp vào các mối quan hệ cộng sinh.

Từ khóa

#Ô nhiễm đất #sản phẩm dược phẩm #vi khuẩn đường ruột #Balloniscus selowii #triclosan #chlorhexidine #sinh thái học.

Tài liệu tham khảo

Canteri, M. G., Althaus, R. A., Virgens Filho, J. S., Giglioti, E. A., & Godoy, C. V. (2001). SASM – Agri.: Sistema para análise e separação de médias em experimentos agrícolas pelos métodos Scoft-Knott, Tukey e Duncan. Revista Brasileira de Agrocomputação, 1(2), 18–24 (in Portuguese). Caracciolo, A. B., Topp, E., & Grenni, P. (2015). Pharmaceuticals in the environment: biodegradation and effects on natural microbial communities. A review. J Pharm Biomed Anal, 106, 25–36. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2014.11.040. de Casida Jr., L. E., Klein, D. A., & Santoro, T. (1964). Soil dehydrogenase activity. Soil Science, 98(6), 371–376. Chen, Z. F., Ying, G. G., Lai, H. J., Chen, F., Su, H. C., Liu, Y. S., Peng, F. Q., & Zhao, J. L. (2012). Determination of biocides in different environmental matrices by use of ultra-high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 404(10), 3175–3188. https://doi.org/10.1007/s00216-012-6444-2. Cheung, H. Y., Wong, M. M. K., Cheung, S. H., Liang, L. Y., Lam, Y. W., & Chiu, S. K. (2012). Differential actions of chlorhexidine on the cell wall of Bacillus subtilis and Escherichia coli. PLoS One, 7(5), 1–14. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0036659. Da Silva Júnior, F. M. R., Silva, P. F., Garcia, E. M., Klein, R. D., Peraza-Cardoso, G., Baisch, P. R., Vargas, V. M. F., & Muccillo-Baisch, A. L. (2013a). Toxic effects of the ingestion of water-soluble elements found in soil under the atmospheric influence of an industrial complex. Environmental Geochemistry and Health, 35(3), 317–331. Da Silva Júnior, F. M. R., Garcia, E. M., Baisch, P. R. M., Mirlean, N., & Mucillo-Baisch, A. L. (2013b). Assessment of a soil with moderate level of contamination using lettuce seed assay and terrestrial isopods assimilation assay. Soil Water Resour, 8(2), 56–62. https://doi.org/10.17221/28/2012-SWR. Da Silva Júnior, F. M., Mendonça, F. S., Volcão, L. M., & Honscha, L. C. (2019). Ecotoxicological assessment of BTEX to soil organisms using a terrestrial microcosm: multispecies soil system (MS-3). International journal of Environmental Science and Technology, 16(8), 4465–4470. Dann, A. B., & Hontela, A. (2011). Triclosan: environmental exposure, toxicity and mechanisms of action. Journal of Applied Toxicology, 31, 285–311. https://doi.org/10.1002/jat.1660. De Souza, L. M., Schlemmer, F., Alencar, P. M., Lopes, A. A. C., Passos, S. R., Xavier, G. R., Fernandes, M. F., Mendes Jr., I. C., & Reis, F. B. (2012). Metabolic and genetic structure of bacterial communities in cerrado soil under different management. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 47(2), 269–276 (in Portuguese). Decaēns T, Lavelle P, Jiménez JJ, Escobar G, Rippstein G, Schneidmadl J, Sanz JI, Hoyos P, Thomas RJ (2003) Impacto del uso de la tierra en la macrofauna del suelo de los llanos orientales de Colombia. In: Jiménez, J.J.J., Thomas, R.J. El Arado Natural: Las Comunidades de Macroinvertebrados del Suelo en las Sabanas Neotropicales de Colombia. CIAT (centro internacional de agricultura tropical), Cali, CO. 443p. Drobne, D., Rupnik, M., Lapanje, A., Strus, J., & Janc, M. (2002). Isopod gut microflora parameters as endpoints in toxicity studies. Environmental Toxicology and Chemistry, 21(3), 604–609. El-Moug, T., Furr, J. R., & Russell, A. D. (1985). Effect of chlorhexidine on a chlorhexidine-sensitive and a chlorhexidine-resistant strain of Providencia stuartii. Letters in Applied Microbiology, 1(2), 37–40. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.1985.tb01484.x. Escarrone, A. L. V., Caldas, S. S., Primel, E. G., Martins, S. E., & Nery, L. E. M. (2016). Uptake, tissue distribution and depuration of triclosan in the guppy Poecilia vivipara acclimated to freshwater. Sci Total Environm, 560–561, 218–224. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.04.039. Flores, L., Díez, J. R., Larranaga, A., Pascoal, C., & Elosegi, A. (2013). Effects of retention site on breakdown of organic matter in a mountain stream. Freshwater Biology, 58, 1267–1278. https://doi.org/10.1111/fwb.12125. Gryta, A., Frac, M., & Oszust, K. (2014). The application of the Biolog EcoPlate approach in ecotoxicological evaluation of dairy sewage sludge. Applied Biochemistry and Biotechnology, 174(2014), 1434–1443. https://doi.org/10.1007/s12010-014-1131-8. Ghemari, C., Waterlot, C., Ayari, A., Leclercq, J., Douay, F., & Nasri-Ammar, K. (2017). Assessment of heavy metals in soil and terrestrial isopod Porcellio laevis in Tunisian industrialized areas. Environm Earth Sci, 76, 623. Hannachi, A., Elarbaoui, S., Khazri, A., D’Agostino, F., Sellami, B., Beyrem, H., Gambi, C., Danovaro, R., & Mahmoudi, E. (2016). Effects of antifouling booster biocide Irgarol 1051 on the structure of free living nematodes: a laboratory experiment. Environm Sci Processes Impacts, 18(7), 832–843. Hassal, M., & Rushton, S. P. (1982). The role of coprophagy in the feeding strategies of terrestrial isopods. Oecologia, 53, 374–381. https://doi.org/10.1007/BF00389017. HSDB (2017) Avaible in: https://toxnet.nlm.nih.gov/cgibin/sis/search/r?dbs+hsdb:@term+@rn+@rel+55-56-1. Acessed in: 14 feb 20180. Honscha, L. C., de Moura, R. R., Baisch, P. R. M., & Da Silva Júnior, F. M. R. (2019). Increasingly distant from Eden—a look at the soils of protected areas using ecotoxicological tests and chemical analysis. Water, Air, & Soil Pollution, 230(7), 162. Li, L., Xu, Z., Wu, J., & Tian, G. (2010). Bioaccumulation of heavy metals in the earthworm Eisenia fetida in relation to bioavailable metal concentrations in pig manure. Bioresource Technology, 101, 3430–3436. Lippo, J., Kousa, P., & Lammintausta, K. (2011). The relevance of chlorhexidine contact allergy. Contact Dermatitis, 64, 229–234. https://doi.org/10.1111/j.1600-0536.2010.01851.x. Lu, M., Xu, K., & Chen, J. (2013). Effect of pyrene and cadmium on microbial activity and community structure in soil. Chemosphere, 91(4), 491–497. Megharaj, M., Singleton, I., Kookana, R., & Naidu, R. (1999). Persistence and effects of fenamiphos on native algal populations and enzymatic activities in soil. Soil Biology and Biochemistry, 31, 1549–1553. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(99)00078-4. Noguera-Oviedo, K., & Aga, D. S. (2016). Lessons learned from more than two decades of research on emerging contaminants in the environment. Journal of Hazardous Materials, 316, 242–251. Parelho, C., Rodrigues, A. S., Barreto, M. C., Ferreira, N. G. C., & Garcia, P. (2016). Assessing microbial activities in metal contaminated agricultural volcanic soils – an integrative approach. Ecotox Environ Safe, 129, 242–249. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2016.03.019. Pino-Otín, M. R., Muñiz, S., Val, J., & Navarro, E. (2017). Effects of 18 pharmaceuticals on the physiological diversity of edaphic microorganisms. Sci Total Environ, 595, 441–450. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.04.00. Quadros, A. F. (2010). Os isopódos terrestre são boas ferramentas para monitoras e restaurar áreas impactadas por metais pesados no Brasil? Oecol Aust, 14(2), 569–583. https://doi.org/10.4257/oeco.2=010.1402.13. Ribeiro, S., Sousa, J. P., Nogueira, A. J., & Soares, A. M. (2001). Effect of endosulfan and parathion on energy reserves and physiological parameters of the terrestrial isopod Porcellio dilatus. Ecotoxi Environ Safe, 49(2), 131–138. https://doi.org/10.1006/eesa.2001.2045. Silveira, L. S., Martins, R. T., Silveira, G. A., Grazul, R. M., Lobo, D. P., & Alves, R. G. (2013). System in southeastern Brazil. Journal of Insect Science, 13(20), 1–13. https://doi.org/10.1673/031.013.2001. Szlávecz, K., & Polozsny, M. (1995). Coprophagy in isopods and diplopods: a case for indirect interaction. Acta Zoologica Fennica, 196, 124–128. Tu, C. M. (1995). Effect of five insecticides on microbial and enzymatic activities in sandy soil. J Envir Sci Health, part B: pesticides, food contaminants, and agricultural wastes, 30(3), 289–306. Ying, G. G., & Kookana, R. S. (2007). Triclosan in wastewaters and biosolids from Australian wastewater treatment plants. Envirom Int, 33(2), 199–205. Zak, J. C., Wrillig, M. R., Moorhead, D. L., & Wildman, H. G. (1994). Functional diversity of microbial communities: a quantitave approach. Soil Biology and Biochemistry, 26(9), 1101–1108. https://doi.org/10.1016/0038-0717(94)90131-7.
Thông tin
Thông tin xuất bản

Water, Air, and Soil Pollution

Tập 231

1-8

Thông tin tác giả