Toxicidade Aguda da Amônia, Nitrito e Nitrato em Juvenis de Camarão Rosa

EFEITO DE NITROGENADOS EM JUVENIS DE CAMARÃOROSA Atlântica Rio Grande 341 7581 2012 doi 105088atl201234175 75 TOXICIDADE AGUDA DA AMÔNIA NITRITO E NITRATO SOBRE OS JUVENIS DE CAMARÃO ROSA FARFANTEPENAEUS BRASILIENSIS LATREILLE 1817 CRUSTACEA DECAPODA BRUNO RIBEIRO DE CAMPOS KLEBER CAMPOS MIRANDA FILHO FERNANDO DINCAO LUIS POERSCH WILSON WASIELESKY Programa de Pósgraduação em Aquicultura Instituto de Oceanografia Universidade Federal do Rio Grande Avenida Itália Km 8 96201900 Rio Grande RS Brasil brcamposyahoocom RESUMO O desenvolvimento e domínio das técnicas de aquicultura têm levado a intensificação na criação de diferentes espécies existindo uma tendência de incremento na concentração de compostos nitrogenados nos sistemas de cultivo Os compostos nitrogenados ocorrem naturalmente no meio aquoso podendo provocar mortalidade ou afetar o crescimento dos organismos criados As formas nitrogenadas mais abundantes nos viveiros são a amônia nitrito e nitrato Juvenis de camarãorosa Farfantepenaeus brasiliensis foram expostos a diferentes concentrações de amônia nitrito e nitrato em ensaios de curta duração Os valores de concentração letal CL50 para amônia nitrito e nitrato para 24h a 96h foram respectivamente 2477 a 881mgL 25204 a 10597mgL 188263 a 91207mgL De acordo com os resultados obtidos foi possível estimar o nível de segurança de amônia nitrito e nitrato para juvenis de camarãorosa em 088mgL 1060 e 9121mgL respectivamente PALAVRAS CHAVE Amônia Nitrito Nitrato Farfantepenaeus brasiliensis ABSTRACT Acute toxicity of ammonia nitrite and nitrate on pinkshrimp juvenile Farfantepenaeus brasiliensis Latreille 1817 Crustacea Decapoda The development of new techniques has led to the intensification of aquaculture regarded to rearing of different species Therefore there is a tendency to increase the generation of nitrogen compounds in these cropping systems The nitrogen compounds naturally occur in the water of rearing systems and may cause death or affect the individual growth The most abundant nitrogen forms in the ponds are ammonia nitrite and nitrate The juveniles of pinkshrimp Farfantepenaeus brasiliensis were exposed to different concentrations of ammonia nitrite and nitrate The LC50 values for ammonia nitrite and nitrate for 24h to 96h are respectively 2477 to 881mgL 25204 to 10597mgL 188263 to 91207mgL respectively The safe level of ammonia nitrite and nitrate to pink shrimp juveniles estimated were 088mgL 1060 and 9121mgL respectively KEYWORDS Ammonia Nitrite Nitrate Farfantepenaeus brasiliensis INTRODUÇÃO A manutenção e o conhecimento dos limites de tolerância de uma espécie em relação à qualidade da água são requisitos indispensáveis em qualquer sistema de criação Kinne 1976 Segundo Ostrensky Wasielesky 1995 tais fatores influenciam decisivamente no sucesso ou fracasso dessa atividade produtiva O desenvolvimento e domínio das técnicas de aquicultura têm provocado intensificação nos cultivos de diferentes espécies existindo uma tendência de incremento na excreção de compostos nitrogenados nesses cultivos Wasielesky 2000 Na criação de organismos aquáticos os resíduos de nitrogênio são degradantes comuns do meio Tomasso 1994 sendo que a excreção dos organismos cultivados e a degradação dos restos alimentares as principais fontes dessas substâncias Gross et al 2000 Os compostos nitrogenados ocorrem naturalmente no meio aquoso entretanto se as concentrações atingirem níveis elevados pode afetar o crescimento ou provocar mortalidade dos organismos cultivados Thurston 1980 As formas nitrogenadas mais abundantes nos viveiros de cultivo e que podem provocar danos significativos aos organismos cultivados são a amônia o nitrito e o nitrato A amônia é o produto final do catabolismo protéico da maioria dos organismos aquáticos Kinne 1976 No meio aquoso amônia está presente na forma ionizada NH4 e não ionizada NH3 as quais juntas constituem a amônia total NH4 NH3 Muitos pesquisadores concordam que a forma química mais tóxica é a amônia nãoionizada devido a sua capacidade de difusão pelas membranas celulares Fromm Gillette 1968 e também pelo fato do efeito da amônia ionizada ser considerado menos pronunciado Yu Hirayama 1986 O nitrito é o composto intermediário na nitrificação bacteriana da amônia a nitrato em meios oxidantes ou produto da denitrificação do nitrato em ambientes redutores sendo tóxico para peixes Tsai Chen 2002 Nitrito pode vir a ser bastante tóxico de acordo com a sua concentração no meio e do estágio de desenvolvimento em que se encontram os organismos cultivados Thurston 1980 O nitrito é uma forma nitrogenada altamente tóxica para organismos aquáticos causando mortalidade em larviculturas e sistemas de cultivo Brownell 1980 A presença de nitrito no meio aquático em elevadas concentrações pode causar problemas hemolinfáticos uma vez que o BRUNO RIBEIRO DE CAMPOS KLEBER CAMPOS MIRANDA FILHO FERNANDO DINCAO LUIS POERSCH WILSON WASIELESKY Atlântica Rio Grande 341 7581 2012 doi 105088atl201234175 76 mecanismo de toxicidade do nitrito atua sobre o processo de transporte de oxigênio transformando hemocianina em metahemocianina a qual é incapaz de transferir oxigênio para os tecidos Gross 2004 Com isto diminui a quantidade de oxigênio disponível para o metabolismo Tahon et al 1988 e nestas condições pode ocorrer hipóxia e mortalidade significativa Chen et al 1986 O nitrato é considerado uma substância com pequeno poder tóxico por parte de pesquisadores mas por ser o produto final da nitrificação pode acumularse em grandes quantidades principalmente em sistemas fechados de cultivo Thurston et al 1978 Esta substância pode causar efeitos letais ou subletais para diferentes organismos ou ainda atuar sinergicamente com outras formas nitrogenadas tornandose extremamente importante o estudo dos seus efeitos tóxicos para diferentes espécies Santos et al 1993 Vários trabalhos têm analisado os efeitos dos produtos nitrogenados para Farfantepenaeus paulensis Ostrensky 1991 analisou a toxicidade da amônia no processo produtivo de póslarvas Ostrensky Wasielesky 1995 determinaram a CL50 24 a 96h de amônia para as diferentes fases do ciclo de vida Cavalli et al 1996 determinaram a CL50 96h dos diferentes produtos nitrogenados em adultos e Peixoto 1996 determinou os efeitos da amônia na performance reprodutiva Por sua vez Miranda Filho 1997 analisou os efeitos tóxicos da amônia nas fases iniciais de crescimento berçário Ostrensky 1997 verificou o efeito letal de misturas de amônia e nitrito enquanto Castaño 1997 e Sachsida 1997 analisaram o efeito da salinidade sobre a toxicidade aguda de nitrito e nitrato respectivamente Apesar desse grande número de trabalhos realizados dados sobre camarãorosa Farfantepenaeus brasiliensis expostos aos efeitos dos produtos nitrogenados são escassos ou inexistem Portanto no presente estudo foram realizados experimentos visando determinar a concentração letal mediana CL50 de amônia nitrito e nitrato em 96h para juvenis de F brasiliensis em laboratório MATERIAIS E MÉTODOS O experimento foi realizado na Estação Marinha de Aquicultura EMA da Universidade Federal do Rio Grande FURG e os juvenis de F brasiliensis foram oriundos do processo de larvicultura realizado no próprio laboratório A metodologia utilizada nos experimentos de toxicidade aguda foi baseada no Manual da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos EPA 1985 Os experimentos foram realizados em recipientes com volume de 42 litros Os juvenis n 10 com peso médio de 030g foram avaliados em testes de toxicidade aguda para determinação da faixa letal dos compostos nitrogenados A partir dos resultados do teste preliminar o experimento foi realizado em concentração controle e concentrações de amônia nitrito e nitrato apresentadas na Tabela 1 A temperatura da água foi de 25C salinidade de 28 e a média de pH ao longo do experimento foi 829 Tabela 1 Concentrações de amônia nitrito e nitrato utilizadas nos experimentos Nitrogenado Concentrações mgL Amônia 0 25 50 100 125 150 200 250 300 350 400 Nitrito 0 40 80 120 180 240 300 360 420 500 Nitrato 0 250 500 1000 1500 2000 2500 3500 4500 5000 As concentrações foram determinadas tendo como limite inferior aquela que não apresentou mortalidade e como limite superior a concentração que obteve 100 de mortalidade nos testes preliminares Os valores das concentrações desejadas foram obtidos por meio de soluções estoque feitas com cloreto de amônia PA Synth nitrito de sódio PA Synth e nitrato de sódio PA Synth Tanto no grupo controle como nos demais tratamentos foram utilizados 10 juvenis por unidade experimental totalizando 30 juvenis por concentração testada Durante o experimento a água foi totalmente EFEITO DE NITROGENADOS EM JUVENIS DE CAMARÃOROSA Atlântica Rio Grande 341 7581 2012 doi 105088atl201234175 77 renovada a cada 24h e as soluções adicionadas novamente para manutenção das respectivas concentrações A aeração foi provida constantemente através de pedra porosa e a temperatura e o fotoperíodo foram mantidos iguais à aclimatação Para a determinação das concentrações letais medianas CL50 foram utilizados os dados de mortalidade dos juvenis observados a cada 24h de exposição O critério de morte adotado foi a ausência de qualquer tipo de movimento ou reação a estímulos mecânicos com uma micropipeta Amostras de água foram retiradas diariamente das unidades experimentais juntamente com as contagens de indivíduos mortos Uma subamostra 100ml foi retirada para medição dos parâmetros físicoquímicos como salinidade e pH com auxílio de refratômetro ótico e pHmetro digital DMpH1 Digimed precisão 001 respectivamente Uma segunda subamostra 100ml foi utilizada para análises dos nitrogenados testados na água As CLs50 para juvenis de F brasiliensis em 24 48 72 e 96h e seus respectivos intervalos de confiança 95 foram estimadas com a utilização do software Trimmed Spearman Karber method Hamilton et al 1977 A quantidade de amônia não ionizada foi calculada de acordo com a fórmula proposta por Ostrensky et al 1992 baseada na salinidade temperatura e a média dos valores de pH obtida em cada experimento Para a determinação dos níveis de segurança concentração de poluentes que não tenha um efeito adverso sobre os organismos para cada nitrogenado testado amônia nitrito e nitrato normalmente fazse uso dos valores estimados de CL50 96h multiplicando por um fator de aplicação como por exemplo o proposto por Sprague 1971 CL50 96h 01 RESULTADOS Não foram observadas mortalidades nos tratamentos controle durante o período experimental Os camarões expostos a solução de amônia tiveram mortalidades em 24 horas a partir da concentração de 5mgL enquanto a mortalidade total ocorreu apenas em 40mgL Em 48 horas a mortalidade total ocorreu a partir de 30mgL e para 72 e 96 horas a mortalidade total ocorreu a partir de 20mgL Figura 1a Para nitrito a mortalidade do camarãorosa em 24 48 72 e 96 horas teve inicio respectivamente a partir da concentração de 180 120 40 e 40mgL A mortalidade total para os mesmos intervalos de tempo ocorreram em 300mgL Figura 1b Para nitrato a mortalidade do camarãorosa em 24 e 48 horas teve inicio a partir da concentração de 500mgL enquanto para 72 e 96 horas teve inicio a partir da concentração de 250mgL A mortalidade total para 24 horas ocorreu apenas em 5000mgL Nas demais a mortalidade total ocorreu a partir de 3500mgL Figura 1c Não foram observadas mortalidades nos tratamentos controle durante o período experimental Os camarões expostos a solução de amônia tiveram mortalidades em 24 horas a partir da concentração de 5mgL enquanto a mortalidade total ocorreu apenas em 40mgL Em 48 horas a mortalidade total ocorreu a partir de 30mgL e para 72 e 96 horas a mortalidade total ocorreu a partir de 20mgL Figura 1a Para nitrito a mortalidade do camarãorosa em 24 48 72 e 96 horas teve inicio respectivamente a partir da concentração de 180 120 40 e 40mgL A mortalidade total para os mesmos intervalos de tempo ocorreram em 300mgL Figura 1b Para nitrato a mortalidade do camarãorosa em 24 e 48 horas teve inicio a partir da concentração de 500mgL enquanto para 72 e 96 horas teve inicio a partir da concentração de 250mgL A mortalidade total para 24 horas ocorreu apenas em 5000mgL Nas demais a mortalidade total ocorreu a partir de 3500mgL Figura 1c BRUNO RIBEIRO DE CAMPOS KLEBER CAMPOS MIRANDA FILHO FERNANDO DINCAO LUIS POERSCH WILSON WASIELESKY Atlântica Rio Grande 341 7581 2012 doi 105088atl201234175 78 0 20 40 60 80 100 40 80 120 180 240 300 360 420 500 Pe r c e n t ua l de mo r tal ida d e Nitrito mgL b 0 20 40 60 80 100 25 5 10 125 15 20 25 30 35 40 Pe r c e n t ua l de mo r tal ida d e Amônia mlL a 24 h 48 h 72 h 96 h 0 20 40 60 80 100 250 500 1000 1500 2000 2500 3500 4500 5000 Pe r c e n t ua l de mo r tal ida d e Nitrato mgL c FIGURA 1 Mortalidade de juvenis de Farfantepenaeus brasiliensis em diferentes concentrações de amônia nitrito e nitrato A partir das mortalidades observadas para cada concentração dos nitrogenados testados foram estimadas a CL50 para 24 48 72 e 96 horas Tabela 2 EFEITO DE NITROGENADOS EM JUVENIS DE CAMARÃOROSA Atlântica Rio Grande 341 7581 2012 doi 105088atl201234175 79 TABELA 2 Valores de CL50 de amônia gasosa amônia total nitrito e nitrato para juvenis de Farfantepenaeus brasiliensis e seus respectivos intervalos de confiança entre parênteses CL50 24h CL50 48h CL50 72h CL50 96h Amônia Gasosa mgL 199 182 217 134 119 150 085 076 095 071 059 085 Amônia Total mgL 2477 2265 2710 1668 1488 1869 1065 954 1189 881 730 1062 Nitrito mgL 25204 24127 26329 22224 20492 24103 13682 11589 16153 10597 8323 13493 Nitrato mgL 188263 161100 220005 126984 109058 147856 105988 81776 137370 91207 68462 121509 Baseado nos índices de Sprague 1971 os níveis de segurança dos diferentes compostos nitrogenados para juvenis de F brasiliensis foram estimados e os resultados estão expressos na Tabela 3 TABELA 3 Níveis de Segurança de amônia nitrito e nitrato para juvenis de Farfantepenaeus brasiliensis estimados a partir da CL50 de 96h CL50 96h Fator de Aplicação Sprague 1971 Nível de Segurança Amônia Gasosa mgL 071 01 007 Amônia Total mgL 881 088 Nitrito mgL 10597 1059 Nitrato mgL 91207 9120 DISCUSSÃO A decomposição de matéria orgânica e a excreção dos organismos cultivados é a principal razão da presença de produtos nitrogenados em sistemas de cultivo Tomasso 1994 Na revisão realizada por Colt Armstrong 1981 o valor da CL50 96h para amônia nãoionizada foi de 040 a 231mgL para crustáceos em geral No presente estudo o valor foi de 071mgL estando dentro do intervalo proposto Com relação à amônia total os dados obtidos no presente estudo mostraram uma CL50 96h de 881mgL corroborando os dados obtidos por outros autores em estudos com outras espécies de juvenis de peneídeos Tabela 4 TABELA 4 Valores de CL50 mgL de amônia total para juvenis de peneideos Espécies 24h mgL 48h mgL 72h mgL 96h mgL Autores Farfantepenaeus brasiliensis 2477 1668 1065 881 Presente estudo Penaeus semisulcatus 237 Wajsbrot et al 1990 Fenneropenaeus chinensis 799 511 37 351 Chen et al 1990 Penaeus monodon 374 Allan et al 1990 Farfantepenaeus paulensis 518 431 401 387 Ostrensky Wasielesky 1995 Penaeus monodon 979 88 534 426 Chen et al 1990 Litopenaeus vannamei 1106 853 709 FríasEspericueta et al 1999 BRUNO RIBEIRO DE CAMPOS KLEBER CAMPOS MIRANDA FILHO FERNANDO DINCAO LUIS POERSCH WILSON WASIELESKY Atlântica Rio Grande 341 7581 2012 doi 105088atl201234175 80 Comparando a toxicidade de amônia total 96h das diferentes espécies de camarões peneídeos é possível observar que F brasiliensis é a espécie mais sensível a este composto tóxico seguido por Penaeus semisulcatus Fenneropenaeus chinensis P monodon F paulensis e Litopenaeus vannamei Segundo Buikema et al 1982 um teste de toxicidade aguda fornece informações sobre a letalidade relativa de um tóxico mas não pode predizer a concentração que tem efeitos subletais e crônicas sobre os organismos Sprague 1971 cita que um nível de segurança pode ser obtido multiplicando o valor de CL50 96h por um fator de 01 No presente estudo o nível de segurança para juvenis de F brasiliensis é de 088mgL de amônia total e 0071mgL de amônia gasosa Segundo Wasielesky 2000 a maior parte dos estudos sobre a toxicidade do nitrito em peneídeos trata de efeitos indiretos ou seja que podem afetar o crescimento ou que determinam as concentrações subletais baseandose em dados de CL50 de curta ou média duração Chen et al 1990 estimaram o nível de segurança de 106mgL de nitrito para juvenis de P monodon Trabalhando com adultos e juvenis de F paulensis Cavalli et al 1996 e Ostrensky 1997 estimaram níveis de segurança de 1094 e 102mgL de nitrito respectivamente resultados muito próximos daqueles obtidos por Chen et al 1990 com juvenis de P monodon Nesse contexto no presente trabalho o nível de segurança de nitrito para juvenis de F brasiliensis foi de 1059mgL resultado que corrobora os autores citados O nitrato é o composto nitrogenado considerado de mais baixo poder tóxico para os organismos aquáticos Wasielesky 2000 Em exposições de curta duração os níveis letais variam entre 1000 e 3000mgL de nitrato Colt Armstrong 1981 Tsai Chen 2002 citam que a toxicidade aguda de nitrato tem sido relatada em teleósteos de águas doce salobra e marinha assim como para lagostins de água doce e camarões peneídeos Para P monodon a CL50 96h de nitrato indicou uma variação entre 1449 a 2316mgL mostrando que o camarão marinho é mais tolerante ao nitrato que teleósteos mas menos tolerantes ao nitrato que moluscos Com base no valor de 96 horas e o fator de aplicação empírica 01 Sprague 1971 o nível de segurança calculado pelos autores para juvenis de P monodon é de 232mgL de nitrato em salinidade 25 Tsai Chen 2002 Wasielesky 2000 analisando o efeito do nitrato em juvenis de F paulensis mostrou que camarões expostos a 807mgL tiveram suas taxas de crescimento significativamente reduzidas evidenciando assim uma maior sensibilidade da espécie ao nitrato do que outras espécies de peneídeos Neste trabalho a CL50 96h foi de 91207mgL Com base no fator de aplicação proposto por Sprague 1971 o nível de segurança calculado para juvenis de F brasiliensis é 9120mgL próximo ao encontrado por outros autores que trabalharam com camarões peneídeos A interação entre a produção dos compostos nitrogenados e produção de camarão é uma consideração importante para os aquicultores Frías Espericueta et al 1999 Os níveis de segurança obtidos aqui têm implicações importantes para o manejo de criação de camarões uma vez que as comparações mostram que os juvenis de camarão rosa F brasiliensis apresentam baixa tolerância aos compostos nitrogenados testados nesse estudo principalmente à amônia evidenciando assim a necessidade de cuidados no manejo de cultivos de camarões para evitar o acúmulo destes compostos nos sistemas de produção AGRADECIMENTOS Os autores agradecem Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CAPES pelo apoio financeiro REFERÊNCIAS ALLAN GL GB MAGUIRE SJ HOPKINS 1990 Acute and chronic toxicity of ammonia to juvenile Metapenaeus macleayi and Penaeus monodon and the influence of low dissolvedoxygen levels Aquaculture 91 265280 BROWNELL CL 1980 Water quality requirements for firstfeeding in marine fish larvae ammonia nitrite and nitrate J Exp Mar Biol Ecol 44 269283 BUIKEMA AL RR NIEDERLEHNER JJ CAIRNS 1982 Biological monitoring Part IV Toxicity testing Water Res 16 239262 CASTAÑO CS 1997 Toxicidade aguda do nitrito sobre o camarão rosa Penaeus paulensis cultivados em diferentes salinidades Monografia de graduação curso de Oceanologia FURG Rio Grande RS EFEITO DE NITROGENADOS EM JUVENIS DE CAMARÃOROSA Atlântica Rio Grande 341 7581 2012 doi 105088atl201234175 81 CAVALLI RO WJ WASIELESKY CS FRANCO KC MIRANDA FILHO 1996 Evaluation of the shortterm toxicity of ammonia nitrite and nitrate to Penaeus paulensis Crustacea Decapoda broodstock Arq Biol Tecnol 39 567575 CHEN JC CK CHIN CK LEE 1986 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mestrado Universidade Federal do Paraná Curitiba PR 105 OSTRENSKY A 1997 Estudos para viabilização tecnológica dos cultivos de camarões marinhos no litoral do Estado do Paraná Brasil Tese de doutorado Universidade Federal do Paraná Curitiba PR Brasil 126 OSTRENSKY A MA MARCHIORI LH POERSCH 1992 Toxicidade aguda da amônia no processo produtivo de póslarvas de Penaeus paulensis PerezFarfante 1967 An Acad Bras Cien 644 383389 OSTRENSKY A WJ WASIELESKY 1995 Acute toxicity of ammonia to various life stages of the São Paulo shrimp Penaeus paulensis PérezFarfante 1967 Aquaculture 132 339347 PEIXOTO SRM 1996 Efeito da amônia na performance reprodutivo do camarão rosa Penaeus paulensis capturado no estuário da Lagoa dos Patos Monografia de graduação curso de Oceanologia FURG Rio Grande RS 41 SACHISIDA A 1997 Efeito do nitrato no crescimento de juvenis do camarão rosa Penaeus paulensis Crustacea Decapoda Monografia de graduação curso de Oceanologia FURG Rio Grande RS SANTOS MHS KF MIRANDA LH 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