Simulación del comportamiento ambiental del insecticida carbofurano en campos de arroz por el modelo de fugacidad nivel 4

The object of this work was to verify the utility of a level 4 fugacity model to simulate the environmental fate of the insecticide carbofuran when employed in the cultivation of irrigated rice. The model simulated the dynamic distribution of carbofuran in a system comprising of air, water, rice plants and the soil. The results indicated preferential compartments quality, and provided further knowledge of the fate of carbofuran in rice cultivation. Field experiments on rice were carried out to test the correspondence between simulated and measured carbofuran concentration in water and soil. Simulated concentrations had higher values in the compartments water > soil > rice plants > air. The model can be a useful tool for simulating the environmental fate of this insecticide and can be coupled with sensitivity and uncertainty analyses to test the influence of all input parameters on the outputs.El objetivo de este trabajo fue comprobar la utilidad del modelo de fugacidad nivel 4 para simular el comportamiento ambiental del insecticida carbofurano empleado en cultivos de arroz. Con este modelo se simuló la distribución dinámica del carbofurano en un sistema constituido por aire, agua, plantas de arroz y suelo. Los resultados indican los compartimentos preferenciales y permiten predecir el comportamiento ambiental del carbofurano. Para validar el modelo, se realizaron experimentos en campos de arroz verificando la correspondencia entre las concentraciones simuladas y las concentraciones del carbofurano en agua y suelo. Los valores de las concentraciones simuladas en los compartimientos fueron agua > suelo > plantas de arroz > aire. Este modelo puede ser útil para simular el comportamiento ambiental de este insecticida y se puede aplicar el análisis de sensibilidad y de incertidumbre para determinar la influencia de los parámetros de entrada en las salidas del modelo

Acetylcholinesterase enzyme activity in carp brain and muscle after acute exposure to diafuran Atividade da enzima acetilcolinesterase em cérebro e músculo de carpas após exposição aguda ao diafuran

Sublethal adverse effects may result from exposure of aquatic organisms to insecticides at environmentally relevant concentrations. Fingerlings of the common carp (Cyprinus carpio, Linnaeus, 1758), grass carp (Ctenopharyngodon idella, Valenciennes, 1844), and bighead carp (Aristichthys nobilis, Richardson, 1845) were exposed to diafuran, an insecticide widely used during rice cultivation in Southern Brazil. The aim of this study was to verify the relationship between the lethal concentration (LC50) of diafuran and the acetylcholinesterase (AChE) activity in brain and muscle tissues of these species as a possible early biomarker of exposure to this insecticide. LC50 was determined for fish exposed to diafuran concentrations during 96 h (short term): common carp: control, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0 mg L-1; grass carp: control, 1.0, 2.0, 3.0 and 3.5 mg L-1 and, bighead carp: control, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0 and 4.0 mg L-1, as well as the determination of AChE at concentrations near LC50 for these species. LC50 values (nominal concentrations) were 1.81 mg L-1 for the common carp, 2.71 mg L-1 for the grass carp and, 2.37 mg L-1 for the bighead carp. All carps exposed to diafuran were lethargic (lower concentrations) or immobile. Diafuran inhibited the acetylcholinesterase activity in brain (~38%) and muscle (~50%) of all species. Muscle of bighead carp under control treatment showed higher specific AChE activity than brain (14.44 against 5.94 µmol min-1 g protein-1, respectively). Concentrations of diafuran used for rice cropping may affect Cyprinus carpio, Ctenopharyngodon idella and Aristichthys nobilis behaviors and the AChE activities in brain and muscle of these species may be an early biomarker of toxicity of this insecticide.<br>Exposição a inseticidas em concentrações elevadas no ambiente podem ocasionar efeitos adversos subletais em organismos aquáticos. Alevinos de carpa húngara (Cyprinus carpio, Linnaeus, 1758), carpa capim (Ctenopharyngodon idella, Valenciennes, 1844) e carpa cabeça grande (Aristichthys nobilis, Richardson, 1845) foram expostos ao diafuran, um inseticida utilizado na cultura do arroz no sul do Brasil. O objetivo deste estudo foi verificar a relação entre concentração letal mediana (CL50) do diafuran e a atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE) em cérebro e músculo dessas espécies, como um possível biomarcador inicial da exposição a este inseticida. A CL50 foi determinada com peixes expostos a concentrações de diafuran em 96 h: carpa húngara: controle; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 e 3,0 mg L-1; carpa capim: controle; 1,0; 2,0; 3,0 e 3,5 mg L-1 e carpa cabeça grande: controle; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 e 4,0 mg L-1, bem como a determinação da AChE em concentrações próximas da CL50 para essas espécies. Valores de CL50 (concentrações nominais) foram de 1,81 mg L-1 para carpa húngara, 2,71 mg L-1 para carpa capim e 2,37 mg L-1 para carpa cabeça grande. Todas as carpas expostas ao diafuran estavam letárgicas (menores concentrações) ou imóveis. Diafuran inibiu significativamente a atividade da AChE em cérebro (~38 %) e músculo (~50 %) de todas as espécies estudadas. Atividade da AChE em músculo para carpa cabeça grande foi mais alta que cérebro (14,44 contra 5,94 µmol min-1 g proteína-1, respectivamente). Este estudo demonstrou que concentrações de diafuran utilizadas na cultura do arroz podem afetar o comportamento de Cyprinus carpio, Ctenopharyngodon idella e Aristichthys nobilis, e a atividade da acetilcolinesterase cerebral e muscular pode ser um biomarcador inicial de toxicidade deste inseticida