Um coquetel químico de micropoluentes amplificou o efeito das toxinas de algas no evento de mortalidade em massa de peixes de 2022: estudo

Toneladas de peixes, mexilhões e caracóis mortos foram vistos flutuando no Rio Oder (Alemanha) no início de agosto de 2022. Logo ficou claro o que estava causando o desastre ambiental no rio da fronteira entre a Alemanha e a Polônia: uma mistura de salinidade excessiva, altas temperaturas da água, baixos níveis de água e entradas excessivas de nutrientes e águas residuais desencadeou uma proliferação da alga de água salobra Prymnesium parvum, cuja toxina alga prymnesin tem um efeito letal nos organismos.

Uma equipe de cientistas coordenada pelo Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental (UFZ) coletou e analisou amostras de água na época. Os resultados, publicados em Natureza Águamostram que altas concentrações de micropoluentes orgânicos exacerbaram os efeitos letais da primnesina.

O desastre ambiental do verão de 2022 levou à morte de até 60% da biomassa de peixes e até 85% da biomassa de mexilhões e caracóis no Rio Oder.

Em agosto de 2022, a UFZ criou um grupo de trabalho ad hoc interdisciplinar junto com pesquisadores do Instituto Leibniz de Ecologia de Água Doce e Pesca Interior (IGB), da Universidade de Medicina Veterinária de Viena (Vetmeduni) e da Universidade de Birmingham. Eles coletaram amostras de água em cinco locais ao longo do Oder, extraíram peixes envenenados e analisaram e avaliaram as amostras.

“O objetivo do estudo era descobrir quais micropoluentes estão no Oder, como eles afetam os organismos aquáticos no rio e que ameaça o coquetel de toxinas de algas e micropoluentes poderia representar para os seres humanos”, diz a Prof.ª Dra. Beate Escher, principal autora e toxicologista ambiental da UFZ.

No estudo, os pesquisadores conseguiram detectar mais de 120 micropoluentes orgânicos nas amostras de água. As maiores concentrações de substâncias químicas foram encontradas para o retardante de chamas tris(1-cloro-2-propil)fosfato, o aditivo de polímero hexametoximetilmelamina e o inibidor de corrosão 1H-benzotriazol.

A maioria dos poluentes detectados foi presumivelmente descarregada no Oder por estações de tratamento de esgoto, mas suas concentrações eram baixas. No entanto, a equipe científica também encontrou poluentes como 2,4-diclorofenol, que provavelmente foram descarregados da indústria, bem como pesticidas e seus produtos de degradação, como clorotoluron, que foram descarregados diretamente na água por terras agrícolas.

“As concentrações desses produtos químicos não são anormalmente altas, mas são típicas de rios europeus”, diz Beate Escher. “Eles não levaram à mortalidade de peixes, mas, junto com as toxinas de algas, podem levar a estresse adicional para organismos aquáticos.”

Os pesquisadores usaram o quociente de risco RQ para analisar a extensão desse estresse e, portanto, o risco dos poluentes detectados para organismos aquáticos. O RQ é definido como a razão entre a concentração medida de um poluente e sua concentração prevista sem efeito (PNEC). Se o RQ exceder o valor de 1, o poluente pode afetar a vida aquática.

Os pesquisadores somaram os RQs dos produtos químicos detectados e, assim, obtiveram quocientes de risco de mistura (RQmix) entre 16 e 22 nos locais de amostragem.

“Todos os valores de RQmix excederam significativamente o valor limite de 1, o que indica um risco potencial para organismos aquáticos devido a poluentes”, afirma a coautora e química da água Dra. Stephanie Spahr, do IGB.

Apenas 30 micropoluentes orgânicos foram incluídos no modelo, embora milhares de produtos químicos orgânicos provavelmente estejam presentes no rio. Os coquetéis químicos extraídos das amostras de água também mostraram efeitos claros em experimentos de laboratório com algas, pulgas d’água e embriões de peixe-zebra, que são considerados modelos comuns para organismos aquáticos.

Os pesquisadores investigaram como esses poluentes e as primnesinas encontradas no Oder interagem como misturas em extratos aquosos usando efeitos neurotóxicos em células nervosas humanas in vitro.

“Este teste, comumente usado em bioanálise e avaliação da qualidade da água, não tem como objetivo avaliar o risco à saúde humana, mas sim identificar a mistura de efeitos de produtos químicos neurotóxicos”, diz Beate Escher.

A professora assistente Dra. Elisabeth Varga, analista de alimentos e meio ambiente na VetMedUni Vienna, forneceu um padrão de toxina de algas muito semelhante às prymnesinas identificadas no Oder. Os ensaios in vitro são realizados na UFZ em triagem automatizada de alto rendimento na moderna plataforma de tecnologia CITEPro em volumes muito pequenos.

“Foi possível, portanto, testar esse padrão de prymnesin e outros micropoluentes detectados, bem como os extratos de água diretamente”, diz Beate Escher. Mesmo em concentrações muito baixas na faixa nanomolar, as prymnesins encurtaram os crescimentos de células nervosas que são responsáveis ​​pela transmissão de sinais e mataram as células.

Além disso, muitos micropoluentes orgânicos quantificados nos extratos aquosos foram analisados: várias substâncias foram neurotóxicas, mas em doses significativamente maiores.

“Por meio de modelagem de mistura e comparações da neurotoxicidade medida nos extratos, conseguimos mostrar que as prymnesinas dominam o efeito neurotóxico. No entanto, os micropoluentes que detectamos também contribuíram para isso”, diz Elisabeth Varga. No entanto, os efeitos da poluição em organismos aquáticos em rios como o Oder podem, em última análise, ser muito maiores.

“As prymnesinas têm uma proporção muito alta dos efeitos do coquetel, que são exacerbados por micropoluentes. Isso coloca ainda mais pressão em todo o ecossistema do Oder, que já está sob grande estresse”, diz Beate Escher.

A Prof. Dra. Luisa Orsini, coautora e professora de Biologia Evolutiva de Sistemas e ômicas Ambientais na Universidade de Birmingham, acrescenta: “As temperaturas mais altas e os eventos climáticos extremos causados ​​pelas mudanças climáticas podem tornar essas proliferações de algas tóxicas um risco ainda maior para as águas interiores e marinhas e para a população.”