Evaluación de la toxicidad de tres disruptores endocrinos a través de bioensayos con Lactuca sativa y Eisenia fetida en suelos tratados con biosólidos

Abstract

Un disruptor endocrino (DE) es un compuesto químico o mezcla de compuestos capaz de alterar la estructura o función del sistema endocrino y causar efectos adversos. Estos compuestos se han encontrado en el aire, efluentes de agua y suelos agrícolas, siendo una de sus principales fuentes los biosólidos generados en las plantas de tratamiento de aguas servidas, los cuales son utilizados como enmienda en agricultura debido a su alto contenido de materia orgánica. Debido a que estos DE no son eliminados completamente por los tratamientos de aguas servidas, es importante conocer los efectos que estos pueden causar en organismos que se encuentren altamente expuestos, tales como invertebrados y plantas. Es por esto que se han seleccionado tres compuestos con capacidad de DE y se ha planteado la hipótesis: “La toxicidad de los disruptores endocrinos 17α-etinilestradiol (EE2), Bisfenol A (BPA) y Triclosán (TCS) presentes en un biosólido generado en una planta de tratamiento de aguas servidas, se puede determinar a través de la germinación y desarrollo de plántulas de lechuga (Lactuca sativa), y su bioacumulación en lombrices (Eisenia fetida).” El objetivo general de este trabajo fue evaluar el efecto tóxico de los disruptores endocrinos EE2, BPA y TCS en lechuga y lombrices, y determinar su bioacumulación en lombrices. Para el primer punto se considera como criterio de toxicidad el índice de germinación (IG), para lo cual se realiza un ensayo de germinación de semillas de lechuga en presencia de biosólido con una tasa de aplicación de 0 y 90 Mg/ha, y enriquecido con BPA (52mg/kg), TCS (40mg/kg) y EE2 (0,6mg/kg), por separado. Este ensayo dio como resultado que enriquecer con BPA el biosólido afecta en la germinación, disminuyendo el número de semillas que germinan, y entregando un IG del 40 ± 27%, implicando una condición fitotóxica. En cuanto a las lombrices, se realizó un estudio previo para adecuar la tasa de aplicación de biosólido, estableciéndose ésta en 30 Mg/ha, ya que se encuentra fuera del rango en que puede afectar a las lombrices, con una LC50 de 67,5 Mg/ha. El ensayo de lombrices constó de una exposición de éstas por 14 días a suelo tratado con biosólido en las mismas condiciones que el ensayo de germinación, a las que se controló su peso los días 0, 7 y 14. En este ensayo tanto la adición de EE2 como el tratamiento con acetona mostraron un efecto de estancamiento del aumento de peso. Finalmente, la acumulación de los DE se determinó por medio de cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (GC-MS) con lo cual se obtuvo que tanto el BPA como el TCS se acumulan en lombrices mientras que el EE2 no pudo ser detectado. En conclusión, los bioensayos de germinación de semillas y los bioensayos con lombrices permiten determinar la toxicidad de los DE, mientras que su acumulación puede ser considerada como un complemento de dicha detreminación

An endocrine disruptor (ED) is a chemical compound or a mixture of them that can disrupt the endocrine system function and cause adverse effects. These compounds can be found at air, water effluents and agricultural soils, being one of their main sources the biosolids originated from the wastewater treatment plants, which are used as an amendment due to its high content of organic matter. Because these EDs are not removed by the wastewater treatment plants, it is important to know the effects that they can cause on highly exposed organisms, like plants and invertebrates. As hypothesis, it is proposed that the toxicity of the endocrine disruptors 17α-ethinylestradiol (EE2), Bisphenol A (BPA) and Triclosan (TCS) present in a biosolid generated in a wastewater treatment plant, can be determinate by the germination and development of lettuce (Lactuca sativa) seedling, and the bioaccumulation on earthworms (Eisenia fetida). The general aim of the present study is to evaluate the toxic effect of the endocrine disruptors EE2, BPA and TCS on lettuce and earthworms, and determinate its bioaccumulation on earthworms. For the first, it is considered the germination index (GI) as a toxicity criterion, for which a germination test is carried out where the soil were treated with two biosolid rates (0 and 90 Mg/ha), and other treatments with biosolid separately amended with BPA (52mg/kg), TCS (40mg/kg) and EE2 (0,6mg/kg). This assay concludes that a treatment of the biosolid with BPA can affect the germination decreasing the number of seeds that germinate and with a GI of 40 ± 27%, indicating phytotoxicity. As for the earthworms, a preliminary test was carried out to adequate the biosolid application rate, settling on 30 Mg/ha, because it was out of range of the determinate LC50 (67,5 Mg/ha). The earthworm assay consist of exposing them for fourteen days to a substrate with the same conditions of the germination assay, controlling the weight at the beginning, middle and final point of the test. This assay shows that the application of EE2 and acetone have a negative effect on the weight of earthworms, stopping its weight increase at the end of the assay. Finally, the bioaccumulation of the EDs was determinate by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). The assay shows the accumulation of BPA and TCS on earthworm, while EE2 couldn´t be detected. In conclusion, seed germination and earthworm bioassays can be used to determine the toxicity of EDs, while their accumulation can be considered as a complement to said determination