Toxicología ambiental y analítica

The biochemical oxygen demand (BOD5) constitutes an important water property for assessing the organic loads of wastewaters. This study on BOD5 values of commonly occurring wastewaters of Morris County, USA was taken up to develop a basic understanding about the quantum of organic loads in these wastewaters which is the basic requisite for developing any wastewater management strategy. The study showed that the BOD5 values of the wastewaters depended on the sources of the wastes. Among the three kinds of wastewater studied, industrial waters showed the highest BOD5 load while pharmaceutical wastewaters showed the lowest values. However, in spite of showing comparatively lower BOD5 loads, it was suggested that the management of pharmaceutical and hospital wastewaters should be dealt with special care owing to the possible occurrence of some harmful components in such wastewaters. Considerable seasonal variations in BOD5 values in these wastewaters indicated that this behavior should also be taken into account for making an effective wastewater reclamation program.

Honey bees (Apis mellifera) contribute an estimated $200 billion annually to the global economy, primarily through crop pollination. Despite their importance, the number of managed honey bee colonies continues to decline. Recent surveys have shown that colony losses are attributed in great part to problems associated with the ectoparasitic mite Varroa destructor, and with issues related to poor queen quality (particularly premature queen replacement), which often result in decreased colony productivity and increased risk of mortality. We aimed to investigate how sublethal exposure to beekeeper-applied miticides affects honey bees at both the individual (queen) and colony levels. We did so by comparing the growth (comb built, brood produced, food stored, and worker population), queen supersedure rates, and winter survival probabilities of colonies that were headed by queens that were raised in either miticide-laden or miticide-free beeswax cups then housed in hives that were either treated with miticides or left untreated. Contrary to our prediction, we found that treated colonies headed by queens raised in miticide-laden beeswax built significantly more worker and drone comb, and stored more food, than any other colony treatment. We did not, however, observe any other significant effect of colony treatment on the amount of brood production, worker population size, queen supersedure rate, or colony winter survival. Thus, we failed to observe a direct negative effect of miticide exposure at the colony level. More studies are needed to further test the potentially detrimental synergistic effects of in-hive miticides on honey bee health at the colony level.

This research work investigates the possibility of improving the phytoextraction of Cd by the application of citric acid. For this purpose, plants were grown in hydroponics under controlled conditions. Addition of 1, 5, 10 and 20 mg/L, Cd2+ significantly decreased the plant growth and biomass, and increased proline contents. The effects were dose dependent with obvious effects at higher Cd2+ concentration of 20 mg/L. Application of 5mM citric acid (CA) significantly depressed Cd2+ uptake and its accumulation in plant roots and shoots. CA alleviated Cd2+ toxicity by reducing oxidative stress. Application of CA also enhanced the antioxidant enzymes activity alone and under Cd stress. The results showed that Cd2+ accumulated more in roots than the shoots and application of citric acid depressed Cd2+ uptake at all concentrations. Jute mallow (Corchorus olitorius) proved to be an effective accumulator for cadmium, however, neither concentration of citric acid showed advantages for phytoextraction of cadmium. The results showed that jute mallow is a potential plant for phytoextraction of Cd without the use of CA as enhancer.

Se llevó a cabo un experimento en la caseta de protección de la facultad de gestión de recursos medioambientales de la Universidad Federal de Agricultura de Abeokuta, en el estado de Ogun, para determinar el uso de agua de tres hortalizas: amaranto, corchorus y celosia. El experimento se diseñó de forma completamente aleatoria (CRD) y se repitió tres veces con un control. Se aplicaron 50 cl de agua a los cultivos con un intervalo de un día. Los datos recopilados se analizaron mediante ANOVA y se utilizó un sistema de análisis estadístico para comparar las medias de los cultivos plantados como una sola unidad de cada cultivo plantado y también se utilizó la prueba para formular dos hipótesis. El resultado mostró que no había diferencias significativas entre los usos del agua de cada hortaliza, mientras que sí había diferencias significativas entre los coeficientes de cultivo de cada hortaliza. Con base en el experimento realizado, se observó que la celosia, el amaranto y el corchorus necesitaban la misma cantidad de agua para su crecimiento. Por lo tanto, se recomienda que los agricultores que practican la agricultura de secano durante la estación seca, cuando habrá o no lluvia, se aseguren de que se suministre suficiente agua a los tres cultivos de hortalizas para un crecimiento rápido y un rendimiento óptimo.

El objetivo del presente trabajo es estudiar el efecto de diferentes métodos de esterilización en la biodegradación del polipropileno (PP) biomédico bajo las mismas condiciones bióticas. Se utilizaron tres técnicas de esterilización diferentes; irradiación γ, esterilización con vapor e irradiación UV para comparar el efecto de diferentes métodos de esterilización en la biodegradabilidad del PP. Las muestras puras y esterilizadas se incubaron en ambientes de compost y cultivo fúngico. Los cambios en los grupos funcionales, las propiedades mecánicas, la morfología de la superficie y la viscosidad intrínseca en el polímero se caracterizaron mediante espectroscopia FT-IR, Instron, SEM y mediciones viscosimétricas, respectivamente. Se observó que la biodegradación de las muestras esterilizadas con γ en ambientes de compostaje y cultivo microbiano fue mayor que la de las muestras irradiadas con UV, mientras que las muestras irradiadas con UV fueron más que las esterilizadas con vapor y las puras. Los resultados mostraron que el pretratamiento radio y fotooxidativo mejoró directamente la biodegradabilidad del PP, ya que se encontró un aumento en la tasa de crecimiento de hongos y pérdida de peso durante el compostaje. La tasa de biodegradación del PP en las mismas condiciones bióticas depende principalmente de la tasa de degradación que se produjo inicialmente durante la esterilización. En general, este estudio demostró que la biodegradación del PP esterilizado en condiciones bióticas depende significativamente de la naturaleza del método de esterilización.

La degradación fotocatalítica es un método importante para mediar la contaminación orgánica en el medio ambiente. Este artículo informa sobre fotocatalizadores compuestos de núcleo-capa de SnO2@TiO2 modificados con Ag preparados mediante un método hidrotérmico. Los materiales compuestos se caracterizaron por difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión, espectroscopia de rayos X de energía dispersiva, termogravimetría, espectrometría de fotoelectrones de rayos X y espectroscopia de reflectancia difusa UV-vis. La modificación de Ag y la estructura del núcleo en el compuesto mejoraron la actividad fotocatalítica y la estabilidad del TiO2 para la degradación de rodamina B bajo irradiación de luz visible. El compuesto modificado en 0,15 M AgNO3 mostró un nivel óptimo de actividad fotocatalítica, ya que degradó el 99,14 % de rodamina B en 60 min, mientras que el TiO2 puro solo degradó el 45,7 % durante el mismo tiempo.

Los depredadores vertebrados costeros, como los mamíferos marinos y las nutrias, son superpredadores y, como tales, actúan como impulsores de los ecosistemas en los que viven y como centinelas de la salud ambiental. Como superpredadores, estos animales salvajes que se encuentran en la cima de la cadena alimentaria suelen bioacumular contaminantes orgánicos persistentes (denominados COP) que se encuentran diseminados por todo el medio ambiente. Los organoclorados son un tipo de COP que tienden a ser lipofílicos e hidrófobos y se acumulan en los tejidos grasos de los mamíferos marinos y otros depredadores vertebrados con el tiempo. Existe una creciente preocupación por estos COP en el medio marino y en la vida silvestre, ya que pueden causar problemas de salud. Desde la década de 1950, se han publicado 81.000 artículos sobre organoclorados en depredadores costeros y sus posibles efectos negativos para el medio ambiente, la vida silvestre y los seres humanos. En este artículo, revisamos los organoclorados reportados en los tejidos de mamíferos marinos y otros depredadores vertebrados cercanos a la costa desde 1995. Nos centramos en cinco organoclorados que han sido más estudiados en depredadores vertebrados cercanos a la costa: 2,2-bis-(p-clorofenil)-1,1,1-tricloroetano o diclorodifeniltricloroetano (DDT), bifenilos policlorados (PCB), éteres de difenilo polibromados (PBDE), toxafeno y naftaleno policlorado (PCN).

El uso excesivo y continuo de insecticidas organofosforados, así como de malatión, ha provocado la contaminación de ecosistemas en varias partes del mundo. Para su degradación en los ecosistemas, se ha demostrado que el uso de microbios es el método eficaz para controlar la contaminación de los ecosistemas. La biodegradación de pesticidas mediante el uso de microbios tiene más ventajas que los métodos convencionales. Por lo tanto, en la presente investigación se han intentado utilizar el hongo de podredumbre blanca Pleurotus ostreatus para la degradación de malatión. La cantidad de restos de malatión a los 5, 15 y 25 días fue de 40,5, 22,6 y 11,8 (μg/100 mL) con un porcentaje de degradación de 19,0, 54,8 y 76,4 respectivamente a la concentración inicial (50 μg/100 mL). La producción de peroxidasa de lignina, peroxidasa de manganeso y lacasa se estimuló con la presencia de malatión. A 25 μg/100 mL de malatión, la productividad de la peroxidasa de lignina, la peroxidasa de manganeso y la lacasa fue de 0,51, 0,57 y 4,30 U/ml respectivamente en comparación con el control (medio de crecimiento sin malatión). A bajas concentraciones de malatión (25 y 50 μg) la productividad de estas enzimas en P. ostreatus fue mayor, pero a altas concentraciones de malatión la productividad fue menor que en el control. La adición de un compuesto de lignina indujo la productividad de las enzimas ligninolíticas y, por lo tanto, aumentó la biodegradación del malatión. El análisis GC/MS reveló la presencia de muchos productos como resultado de la biodegradación del malatión, incluyendo mercaptosuccinato de dietilo, acetato de metilo, 2-(dimetoxifosforil)-2-(1,2,3-tiadiazol-4-ilo), 3,4-dihidrotienil (3,4,b)-5-carboxitiofeno, ácido butanodioico, ácido 2,2'-tiodisuccínico, hidrosulfuro de 1,1-dimetiltetradecilo y disulfuro de di-terc-dodecilo.

Multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) are among the nanomaterials earmarked for water purification, yet they have been reported to cause toxicity in fresh water species. This study was conducted to investigate the histopathological and physiological effects of MWCNTs in freshwater fish (Poecilia reticulata). Literature reports that physicochemical properties of MWCNTs could be linked to their toxicological effects, hence the MWCNTs used in this study were characterized prior to (for physical and chemical properties) and during testing (for chemical interactions). Fourier transmission infra-red spectroscopy (FT-IR) revealed additional functional groups in oxidized multiwalled carbon nanotubes (o-MWCNTs) that were absent in the pristine multiwalled carbon nanotubes (p-MWCNTs). Transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive X-ray (EDX) also revealed amorphous carbon and residual Fe catalyst only in p-MWCNTs. The fish were exposed for 96 h in suspensions of p-MWCNTs and o-MWCNTs prepared by sonicating in moderately hard reconstituted water to test toxicity. Zeta potential measurements revealed an impartation of a negative charge onto MWCNT surfaces by HA, whilst hydrodynamic size measurements revealed aggregation/ disaggregation occurring alternately over the 96-h exposure time. Apart from only fish hyperactivity, no mortality was observed for 96-h acute tests for up to 300 mg/L MWCNT concentration. Histopathology revealed that MWCNTs aggregates were deposited mainly in the gut where they caused inflammation, hemorrhaging and oedema which were characterized by fragmented fibrin. Cell lyses also occurred in o-MWCNT exposed fish as evidenced by nuclei clusters among o-MWCNT aggregates. Statistical analysis by 2-way ANOVA followed by Bonferroni posttests showed that significant (p<0.05) reactive oxygen species (ROS) was induced as indicated by depleted antioxidant capacity (TCA), superoxide dismutase (SOD), lipid peroxidase (MDA) and protein carbonyl (PC) content between 3.25 and 15.0 mg/L of MWCNTs. These effects were attributed to the MWCNTs’ physicochemical properties as predetermined by functionalization (acid oxidation). The obtained results indicate that indeed MWCNTs cause toxic effects in freshwater fish, and although depuration was evident, there is a risk of MWCNT trophic transfer to fish eaters.

El cambio de uso de la tierra costera se ha convertido en un componente importante en las estrategias actuales para gestionar los recursos costeros y monitorear sus cambios ambientales. Este estudio examina la conversión del uso de la tierra y las actividades acuícolas inadecuadas en la región costera de Nagapattinam SE en la costa de la India. Las prácticas de acuicultura en aguas salobres comenzaron muy ampliamente desde el año 2000 en adelante, donde las tierras agrícolas fértiles, las áreas de marismas y las tierras pantanosas se han convertido en estanques de acuicultura. Utilizando datos satelitales temporales de Landsat ETM + PAN 1999, IRS P6 LISS IV 2007, Lands at OLI 2014, se han estimado los cambios. Los resultados indican que la actividad agrícola ha disminuido en estos años. Además, los datos también sugieren que las tierras agrícolas están disminuyendo debido al aumento de las actividades de acuicultura en aguas salobres, las tierras fangosas, las tierras pantanosas y las áreas anegadas se han convertido durante la última década. El índice de calidad del agua, que se indica en términos de números de índice, ofrece una representación útil de la calidad general del agua para uso público o para cualquier uso previsto, así como en los programas de reducción de la contaminación y en la gestión de la calidad del agua. El índice de calidad del agua se calculó en base a varios parámetros fisicoquímicos como pH, conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales, nitrato, calcio, sulfato, magnesio, flúor, dureza total, sodio, cloruro, carbonato y bicarbonato. Los resultados de la calidad del agua subterránea indican claramente que casi todo el agua subterránea del pozo controlado seleccionado por PWD de Nagapattinam Taluk no es apta para beber. También se observa que la carga de contaminación es relativamente anterior a la temporada de monzones. Los valores promedio para las estaciones se toman en cuenta en el área de estudio ligeramente alcalina. El cloruro es el parámetro más importante para evaluar la calidad del agua. Desde 2002 (19,49-calidad del agua excelente) Tirumarugal solo es apta para beber y otras áreas no son adecuadas para el período (1998-2007). El resultado muestra el cambio que se ha producido durante 15 años de período de terrenos fangosos y pantanosos, áreas anegadas totalmente convertidas a actividades acuícolas.

En el presente estudio, se ha evaluado la calidad del agua subterránea en términos del índice de calidad del agua (ICA) en el distrito de Ballia en Uttar Pradesh. Se tomaron datos de 12 muestras de agua subterránea de cada una de las bombas manuales y de los pozos para calcular el índice de calidad del agua utilizando once parámetros, a saber: pH, sólidos disueltos totales, turbidez, dureza total, arsénico, fluoruro, cloruro, nitrato, hierro, sulfato y oxígeno disuelto. Los resultados del ICA muestran que la clase general de calidad del agua es "regular" y que el agua necesita tratamiento.

Teniendo en cuenta los diversos impactos de la quema de carbón y aserrín, especialmente en los fuegos de interiores en los países en desarrollo, se ha desarrollado un combustible sólido compuesto a base de carbón y aserrín para reducir enormemente las emisiones gaseosas y también minimizar la contaminación de estas fuentes. Las formulaciones se realizaron utilizando una solución de arcilla (caolinita) (1:2 de arcilla: agua), aserrín y carbón sólido pulverizado. Se mezclaron diferentes cantidades de carbón y aserrín con una cantidad fija conocida de solución de arcilla y se realizó un total de seis formulaciones. Se utilizaron un tamiz de 200 μm, un vaso de precipitados de 500 ml y analizadores de gas traza (CO) único pdt-crowcon Gasman en la formulación de la solución y el análisis de emisiones. Los resultados muestran que los tipos de combustible que se produjeron a partir de una mezcla de combustibles sólidos y solución de arcilla producen su emisión mínima para una formulación de 1:1 de combustible (carbón o aserrín): solución de arcilla (1:2 de arcilla: agua) por fracción de masa. Los resultados muestran un patrón consistente de reducción de emisiones exhibido por los combustibles compuestos a base de carbón vegetal. La combustión del aserrín y sus formulaciones sigue una tendencia que es aproximadamente equivalente a la del carbón vegetal pero con una mayor liberación de emisiones. Esta mayor liberación de emisiones de los combustibles compuestos a base de aserrín muestra que el aserrín es un mejor quemador que el carbón vegetal. La adición del contenido de arcilla contribuye significativamente a canalizar las rutas de liberación de algunos de los compuestos en los combustibles para acompañar el residuo de ceniza en lugar de como emisiones gaseosas. Por lo tanto, las ventajas incluyen, entre otras, una alta reducción de las emisiones gaseosas.

Antecedentes: La planta de henna (Lawsonia inermis, familia Lythraceae) es una planta que crece o se cultiva de forma natural en toda África y Asia. La henna comercializada es un material en polvo natural derivado de las hojas secas y trituradas de la planta. La henna es muy popular en muchas partes de Egipto, ya que forma parte de la cultura y las tradiciones, y recientemente se ha vuelto muy popular en áreas turísticas como Sharm El Sheikh, Egipto, y se usa como agente para tatuajes. Esto hace que la detección del contenido de metales pesados ??y otros ingredientes tóxicos en la henna comercializada en Egipto sea de crucial importancia.

Objetivo: Investigar el contenido de metales pesados ????y otros ingredientes tóxicos como la parafenilendiamina (PPD) en la henna negra comercializada en Egipto.

Métodos: Se recolectaron quince muestras de henna negra al azar del mercado de Sharm El Sheikh, Egipto, y se analizaron para determinar el contenido de metal mediante espectrofotometría de absorción atómica (ICP-MS) después de la digestión ácida por microondas; también se determinó la presencia de PPD en las muestras de henna de forma cualitativa y cuantitativa mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC).

Resultados: Se detectó PPD en todas las muestras de henna negra en concentraciones que oscilaron entre 1,75% y 32,1%, que es más alta que la recomendada para tintes para el cabello. La concentración media de algunos metales estudiados como aluminio, plomo, cobre, níquel y zinc fue más alta que los niveles permisibles para cosméticos en algunas de las muestras estudiadas.

Conclusión: En conclusión, el PPD es un ingrediente común en el tinte de henna negra en el mundo en desarrollo. Los médicos deben ser conscientes de la toxicidad potencial de esta sustancia química y de los signos clínicos de intoxicación sistémica. En algunos productos de henna se pueden encontrar altas concentraciones de algunos metales como aluminio, plomo, cobre, níquel y zinc. Teniendo en cuenta el uso popular de la henna, no se pueden descartar los efectos acumulativos peligrosos de la exposición prolongada a bajas concentraciones de dichos metales, especialmente en niños. Se recomiendan más estudios.

Introducción: El cambio acelerado de la calidad del agua debido a la contaminación industrial es una de las principales preocupaciones ambientales en todo el mundo. En Etiopía, la contaminación de las aguas superficiales es en gran medida un problema debido a la rápida urbanización e industrialización. El objetivo principal de este estudio fue determinar el perfil de contaminación del río Modjo en todos los sitios de estudio.

Métodos: Se realizó un estudio transversal para evaluar la contaminación del agua a lo largo del río Modjo. Se seleccionaron diez sitios de muestreo en función de la descarga de aguas residuales, la accesibilidad y la viabilidad de la contaminación del agua del río. La frecuencia de muestreo fue de dos rondas de muestras compuestas tomadas del río Modjo. Los parámetros químicos se determinaron en el laboratorio utilizando el método instrumental estándar AAS y UV-VIS.

Resultados: La temperatura, la conductividad eléctrica, la turbidez y el pH se encontraban dentro del límite aceptable de la norma para aguas superficiales. El nitrógeno amoniacal (NH3-N), la DBO, el fósforo y el nitrógeno nítrico (NO3-N) se encontraban todos por encima del límite aceptable, excepto la DBO y el nitrógeno amoniacal en la estación 1, que se encontraban dentro del límite aceptable. Los TDS por encima del límite estándar en las estaciones 5, 6, 7, 8 y 10 estaban por encima del límite aceptable. La DQO de las estaciones 2, 3, 4, 8 y 9 se encontraba por encima del límite aceptable. En cuanto al cromo, las estaciones 3, 6, 8, 9 y 10 se encontraban por encima del límite aceptable de las normas para aguas superficiales.

Conclusión y recomendaciones: El estudio determinó que se produjeron cambios en los parámetros fisicoquímicos desde las zonas de aguas arriba hasta las de aguas abajo, lo que indica una introducción de carga contaminante proveniente de aguas residuales industriales. Se recomienda que la Norma Nacional de Calidad Ambiental (NEQS) se aplique estrictamente en todas las industrias para instalar instalaciones y tratar las aguas residuales de manera eficaz.

El agua de producción (AP) vertida en la cuenca mediterránea es una mezcla de materiales orgánicos e inorgánicos de alta toxicidad y riesgo para el medio marino. Esta AP presentaba una alta mineralización del agua y cantidades significativas de materia en suspensión (MS). Los niveles detectados de metales pesados, especialmente cationes Ag+, Ba2+ y Pb2+, no fueron despreciables. Los valores de demanda química de oxígeno (DQO 735 mg/L) y carbono orgánico total (COT 93,83 mg/L), que fueron muy altos, confirmaron la presencia de grandes concentraciones de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) que se identificaron mediante análisis infrarrojo. La concentración total de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPtot) en la muestra de AP fue de aproximadamente 3,243 g/L. Este puede ser tratado por flotación en un medio muy ácido a pH=2, en presencia de un colector neutro (Tween 80) al 0,5%, con una eficiencia óptima de limpieza del 93,67%, sin generar necesariamente la producción de lodos contaminados, en unos 20 min, tiempo óptimo de flotación encontrado. Se realizó un estudio de cinética de flotación basado en la recuperación de PAHtot. Se demostró que el proceso siguió el modelo de Higuchi. Al final del tratamiento, todos los efluentes fueron corregidos del pH ácido al pH neutro, antes de ser vertidos al mar.

Se investigó la toxicidad del detergente comercial (Ariel; sulfonato de alquilbenceno lineal), un agente de limpieza doméstico, sobre algunas actividades enzimáticas y proteínicas de juveniles de bagre africano de fango (Clarias gariepinus). Los peces estuvieron expuestos a concentraciones letales y subletales de detergente durante 21 días en un procedimiento de bioensayo de renovación. Las concentraciones letales medianas (CL50) se derivaron utilizando el método probit de Finney, mientras que las actividades proteínicas y enzimáticas se determinaron utilizando los métodos Biuret y Randox respectivamente. Los valores de CL50 para la prueba de bioensayo agudo de 96 horas fueron de 0,11 g/l. Los peces expuestos al detergente mostraron un aumento significativo (p ≤ 0,05) en la AST sérica (109,00 ± 3,79 a 111,00 ± 3,80); globulina hepática a 0,008 g/l (2,47 ± 0,03) y 0,013 g/l (2,57 ± 0,03). Se registró una disminución significativa en la AST hepática, (ALP y creatinina 137 ± 4,67 a 151 ± 2,52; 80,67 ± 0,88 a 86,67 ± 3,67 y 0,27 ± 0,07 a 0,60 ± 0,00 respectivamente en todas las concentraciones subletales. Las enzimas y proteínas de los tejidos del suero, hígado y corazón de los peces han demostrado vívidamente que el detergente es capaz de inducir efectos adversos e impactar en la salud de los peces. Por lo tanto, la presencia de detergente en el ecosistema acuático podría ser peligrosa para los peces y, posteriormente, para la salud humana.