Veterinary Antibiotics in the Environment

In recent years, pharmaceutical pollution in the environment has been a great concern due to the potential effects on the human and animal health. Some of the most used classes such as antibiotics, which are used to prevent and treat bacterial infections and promote the growth of livestock, deserve to be highlighted since their intensive use has contaminated environmental matrices such as soil, water, sediment, plants, and animals with effects on the biota. To better understand the potential ecological risk of antibiotics in environments and to develop management strategies for these substances searching to reach the reduction of these compounds in aquatic systems, one of the most important steps is to determine the environmental concentrations of these compounds in the environments through analytical methods and evaluate their effects on the biota. The goal of this chapter is contribute with information about the effects of these compounds on the biota as well as its environmental behavior and bacterial resistance in additional to the main techniques for samples preparation and quantitative and confirmatory methods for its determination in the environment

Mobility of paclobutrazol in an intensively used sandy loam soil under mango in northeastern Brazil

No Brasil, os produtos de manga fazem uso intenso do paclobutrazol como regulador de crescimento. No entanto, pouco se sabe sobre seu potencial de transporte em condições de solo e clima brasileiros. O presente estudo teve como objetivo avaliar a sorção e a mobilidade do paclobutrazol (PBZ), um fitorregulador de crescimento do grupo químico triazol, em um solo franco-arenoso da região submédia no vale do rio São Francisco, onde é intenso o cultivo de manga. O estudo de sorção foi realizado por meio de isotermas, em cinco concentrações (1,24; 2,48; 5,08; 10,22; e 20,52 mg L-1), utilizando o produto radioativo (14C-PBZ) como traçador. A dessorção foi avaliada após o descarte do sobrenadante e subseqüente adição de solução de CaCl2 0,01 mol L-1, etapa esta que foi repetida quatro vezes. Já a mobilidade do PBZ foi avaliada em colunas empacotadas com solo, com a simulação de 300 mm de chuva, uniformemente distribuída durante 72 h. O PBZ apresentou baixo potencial de sorção no solo estudado (Kf = 1,06 mg1-N L N kg-1; Kd (médio) = 0,83 L kg-1; e K OC (médio) = 165,7 L kg-1), o que correspondeu à sorção, em média, de 24,7 % da quantidade aplicada. No processo de dessorção, apenas 5,3 % do PBZ aplicado ficou retido às partículas do solo, e 19,4 % foi dessorvido à solução do solo. Portanto, em média, 75,3 % do PBZ aplicado não foi sorvido e 19,4 % foi dessorvido, totalizando 94,7 % do produto disponível na solução do solo. Apesar disso, apenas 0,83 % do PBZ aplicado foi lixiviado da coluna de solo, e 43,7 % da quantidade aplicada foi transportada para além dos primeiros 10 cm de profundidade do solo. Portanto, a mobilidade do PBZ foi menor do que aquela esperada, por se tratar de um solo com elevado teor de areia (77,5 %) e baixo teor de C orgânico (5 g dm-3) e em razão da grande quantidade de chuva simulada (300 mm). Mesmo assim, não se pode descartar, pelo menos totalmente, a possibilidade de que possa ocorrer lixiviação do PBZ, uma vez que ele mostrou mobilidade no perfil da coluna.In Mango cultivation under Brazil conditions paclobutrazol (PBZ), a growth regulator, is very used. However it is not yet well known about the leaching potential of PBZ in these soil conditions. The objectives of this study were to evaluate sorption and mobility of paclobutrazol (PBZ), a growth regulator of the chemical group triazol, in a sandy loam soil found in the sub-mid region of the San Francisco River valley, where mango cultivation is intense. The sorption study was based on isotherms, at five different concentrations (1.24; 2.48; 5.08; 10.22; and 20.52 mg L-1), using the radioisotope (14C-PBZ) as tracer. Desorption was evaluated after discarding the supernatant and further addition of 0.01 mol L-1 CaCl2 solution, and repeating the entire process four times. The PBZ mobility was evaluated in packed soil columns, under an evenly distributed rainfall simulation of 300 mm for 72 h. The PBZ detected low sorption potential in the studied soil (Kf = 1.06 mg1-N L N kg-1; Kd (mean) = 0.83 L kg-1 and K OC (mean) = 165.7 L kg-1), corresponding to a mean of 24.7 % of the applied amount. After desorption, only 5.3 % of the applied PBZ was still sorbed to the soil particles, thus 19.4 % of the applied amount was desorbed to the soil solution. Therefore, 75.3 % of the applied PBZ remained in solution after sorption and 19.4 % was desorbed, totalizing an amount of 94.7 % of the compound available in the soil solution. However, only 0.83 % of the applied PBZ leached through the soil columns, but 43.7 % of the applied amount was transported below the upper 10 cm of the soil profile. PBZ mobility was therefore lower than expected, even when taking the high sand (77.5 %) and low organic C (5 g dm-3) soil contents into consideration and that rainfall simulation was rather intense (300 mm). Nevertheless, the possibility of leaching could not be ruled out in view of the PBZ mobility in the soil profile

Effect of liming on the mineralization of 14C-glyphosate in soils

A calagem é uma prática de manejo da fertilidade muito utilizada e considerada essencial em solos tropicais. Essa prática, por influenciar as propriedades físicas, químicas e biológicas dos solos, pode também alterar o comportamento de moléculas orgânicas. Objetivou-se, neste estudo, avaliar o efeito da calagem na mineralização do herbicida glifosato em um Latossolo Vermelho (LE) e em um Neossolo Quartzarênico (RQ) e também na atividade microbiana dos mesmos solos. Os experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 x 2, correspondendo a dois solos e a duas condições de manejo (com e sem calagem). Para o ensaio de mineralização, técnicas radiométricas foram utilizadas para avaliar a evolução do 14CO2 a intervalos de 7 dias, durante 70 dias. O estudo de atividade microbiana foi conduzido paralelamente ao experimento de mineralização, usando a metodologia de glicose radiomarcada (14C-glicose), a qual foi avaliada a intervalos de quatorze dias, durante 70 dias. Pelos resultados, foi possível verificar que nos dois solos estudados, a calagem aumentou significativamente a mineralização do 14C-glifosato e a atividade da microbiota.Liming is a widely used soil fertility management practice and essential in tropical soils. This practice, by influencing physical, chemical and biological features of soils, may alter the behavior of organic molecules in soils. In this context, the objective of the present study was to evaluate the effect of liming on the mineralization of glyphosate in Red Latosol (LE) and Quartzarenic Neosol (RQ) soils and also on the microbial activity. The experiments were conducted in completely randomized design blocks in a 2 x 2 factorial scheme, corresponding to two soils and two management conditions (with and without liming). The radiometric technique was used to evaluate the evolution of 14CO2 at intervals of 7 days, during 70 days. The study of microbial activity was conducted using the methodology of radiolabelled glucose (14C-glucose), which was measured at intervals of fourteen days, during 70 days. Results show that the liming increased significantly the 14C-glyphosate mineralization and the microbial activity.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Water Resource Pollution by Herbicide Residues

Herbicides are frequently used in the chemical control of weeds in various crops in Brazil and worldwide, so they are more frequently detected outside the application areas, contributing to the risk of environmental contamination. The importance of knowledge of the physicochemical properties of the environment and the pesticide used in the agricultural area is in order to understand its effects on terrestrial and aquatic ecosystems and the search for the prevention of future bioaccumulation potentials (bioconcentration and/or biomagnification) of molecules of pesticides in living nontarget organisms, minimizing their negative effects on the environment. The understanding of analytical techniques for measuring the quality of water resources as well as techniques for the remediation of contaminated water is essential to minimize the possible impacts caused by the application of pesticides to the environment

Otimização de metodologia para determinação simultânea de quatro antidepressivos presentes em água doce por cromatografia líquida de alta eficiência

The occurrence of emerging contaminants is a growing concern in the environmental scenario due to their potential risks to ecosystems. The technologies employed in the treatment of sewage in Brazil are not efficient in removing micropollutants, especially persistent ones. Antidepressants (a class of drugs belonging to emerging contaminants) can reach the environment through the disposal of domestic and industrial effluents. These substances were detected in studies with surface waters, being able to cause changes and accumulate in aquatic organisms. The occurrence and impacts of this class of pollutant are still poorly studied in the country. Thus, there is a need to carry out environmental monitoring. To meet such a goal, scientific advances must be developed, especially those related to the development of analytical skills, equipment, and methods with the necessary sensitivity to research in the different sources of contamination. Accordingly, with the development of analytical techniques, it is possible to determine antidepressant drugs in environmental and / or biological matrices in increasingly small concentrations. Consequently, optimization of current techniques and proposing new ones are crucial before any other actions. The aim of this study was to validate a rapid methodology for determining the presence of four antidepressants - fluoxetine, citalopram, venlafaxine, and sertraline - in fresh water through high performance liquid chromatography. The method involved solid-phase extraction (SPE) with C18 cartridge and quantification by high performance liquid chromatography coupled to a diode array detector with C8 column. No chromatographic interference was observed in the retention time of the antidepressants in this study at the selected wavelength of 235 nm. The study matrix did not interfere in the analyses. Linearity was adequate for the range from 0.5 to 10 µg mL-1, with limits of detection and quantification of 0.03 to 0.09 µg mL-1 and 0.10 to 0.27 µg mL-1 respectively. Accuracy was assessed by testing sample fortification at three concentration levels and estimated by relative standard deviation (RSD). RSD values below 15% were obtained. The recovery interval ranged from 49 to 102%. The analytical method was validated and considered satisfactory for the simultaneous determination of antidepressants in freshwater samples using a C8 column.A ocorrência de contaminantes emergentes é uma preocupação crescente no cenário ambiental, tendo em vista os riscos em potenciais sobre os ecossistemas. As tecnologias empregadas no tratamento de esgotos no Brasil não são eficientes na remoção de micropoluentes, em especial os persistentes. Os antidepressivos (uma classe de fármacos pertencentes aos contaminantes emergentes) podem chegar ao meio ambiente por meio do descarte de efluentes domésticos e industriais. Essas substâncias foram detectadas em estudos com águas superficiais, sendo capazes de provocar alterações e se acumularem em organismos aquáticos. A ocorrência e os impactos dessa classe de poluente ainda são pouco estudados no país. Há uma necessidade de realizar o monitoramento ambiental. Para tal, avanços científicos devem ser elaborados, especialmente aqueles ligados ao desenvolvimento de competências analíticas, equipamentos e métodos com a sensibilidade necessária à investigação nos diferentes focos de contaminação. Assim, com a elaboração de técnicas analíticas é viável a determinação fármacos antidepressivos em matrizes ambientais e/ou biológicas em concentrações cada vez menores. Dessa forma, a otimização e a proposição de novas técnicas são fundamentais antes de quaisquer outras ações. O objetivo deste estudo foi efetuar uma validação de metodologia rápida para determinação de quatro antidepressivos - fluoxetina, citalopram, venlafaxina e sertralina – em água doce utilizando cromatografia líquida de alta eficiência. Foi utilizado o método de extração em fase sólida (SPE) com cartucho C18 e cromatografia líquida acoplada detector arranjo de diodos com coluna C8. Não foi observada interferência cromatográfica no tempo de retenção dos antidepressivos deste estudo no comprimento de onda selecionado de 235 nm. A matriz do estudo não interferiu nas análises. A linearidade foi adequada para a faixa de 0,5 a 10 µg mL-1, com limites de detecção e quantificação de 0,03 a 0,09 µg mL-1 e de 0,10 a 0,27 µg mL-1, respectivamente. A precisão foi avaliada testando a fortificação das amostras em três níveis de concentração, e estimada pelo desvio padrão relativo (DPR), foi obtido valores de DPR abaixo de 15%. O intervalo de recuperação variou de 49 a 102%. O método analítico foi validado e considerado satisfatório para a determinação simultânea de antidepressivos em amostras de água doce utilizando uma coluna C8

Procedures for Detection of Resistant Weeds Using 14C- Herbicide Absorption, Translocation, and Metabolism

Herbicide resistance mechanisms involve altered absorption, translocation, and metabolism of herbicides (i.e., glyphosate), and this is an important component in the study of herbicide resistance mechanisms as well. 14C-herbicides are used in resistant weeds studies, since they provide some advantages in comparison with chemical measures, including greater sensitivity, stepwise description of a particular element in a metabolic system, herbicide position, detection through X-ray films and/or radio image, and liquid scintillation. However, an up-to-date, organized description and standardization of research procedures and methodology on the use of radioisotopes for detection of resistant weeds, through different mechanisms of absorption, translocation, and metabolism in comparison with susceptible weeds are lacking in the literature. Techniques that use 14C such as tracers are extremely useful to study the herbicides behavior in the resistant weed, since the radiometric techniques offer the possibility of accurately determining very small amounts in a relatively short time. However, mechanism of resistance to herbicides in this resistant weed population compared with the susceptible population cannot be due to differential absorption, translocation, or metabolism of herbicide in weed; so other studies are necessary to elucidate the mechanism of herbicide resistance on weed population

RESÍDUOS DE 14C-PROCHLORAZ EM MANGAS IRRADIADAS

O objetivo deste trabalho foi avaliar os níveis residuais de Prochloraz aplicado em mangas, na pré e pós-colheita após o tratamento com radiação. Os frutos foram submetidos à radiação gama na dose de 1,0 kGy visando verificar se a mesma induziu a degradação do fungicida. As mangas tratadas na pós-colheita foram armazenadas por 21 dias a 12 °C. Os resíduos de Prochloraz não apresentaram decréscimo durante o período de carência (21 dias) estabelecido pela Legislação Brasileira de Agrotóxicos. O armazenamento refrigerado (12 °C) e a irradiação gama também não contribuíram para a degradação do fungicida. O Prochloraz ficou retido principalmente na casca (média = 1,64 µg/g), que funcionou como barreira à contaminação da polpa (média = 0,06 µg/g). O produto de degradação, formado nas cascas das mangas tratadas na pós-colheita, foi identificado como sendo o BTS 44596. Os metabólitos, encontrados em níveis baixos, confirmaram a ocorrência de baixa degradação do fungicida em mangas. 14C-PROCHLORAZ RESIDUES IN IRRADIATED MANGOES Abstract The aim of this work was to evaluate the Prochloraz residual levels applied in mangoes, in pre and post-harvest after radiation treatment. The fruits were submitted to gamma radiation with of 1,0 kGy dose, aiming to verify if it induces the fungicide degradation. Treated post-harvest mangoes were stored, at 12 0C during 21 days. Prochloraz residues did not present reduction after safe period (21 days), established by the Brazilian legislation on agrochemicals. The refrigerated storage (12 0C) and the gamma radiation also did not contribute to the degradation of the fungicide. Prochloraz was mainly retained in the peels (mean = 1,64 µg/g) which served as barrier to the pulp (mean = 0,06 µg/g) contamination. The degradation product, formed in peels of post-harvest treated mangoes was the metabolite BTS 44596. The metabolites found in very low levels, confirm that low fungicide degradation occurs in mangoes

O TOMATE COMO ALIMENTO - CADEIA PRODUTIVA E RESÍDUOS DE AGROTÓXICOS

O objetivo deste trabalho foi efetuar revisão de literatura sobre a importância do tomate e seus derivados na dieta alimentar, mostrar a influência da cadeia agroindustrial do tomate no âmbito do agronegócio brasileiro e apontar método eficiente para detecção de resíduos de agrotóxicos nessa matriz. Para seu consumo seguro são necessários, além da aplicação das boas práticas agrícolas no seu cultivo, informações sobre o monitoramento de resíduos de agrotóxicos que garantam a qualidade do alimento submetido a tratamentos com agrotóxicos. A disponibilização de métodos multirresíduos que promovam a detecção de várias classes de agrotóxicos em matrizes complexas, como o QuEChERS, oferecem várias vantagens na determinação de resíduos de agrotóxicos em alimentos, podendo ser usado como método de rotina em diversos laboratórios

AVALIAÇÃO DO NÍVEL RESIDUAL TEÓRICO E EXPERIMENTAL DE ENDOSULFAN EM ÓLEO DE SOJA (Glycine max. (L) Merrill)

Visou-se quantificar teórica e experimentalmente os níveis residuais de Endosulfan e seus principais metabólitos em óleo de soja e avaliar a confiabilidade dos valores teóricos em relação ao experimental. A soja foi cultivada no campo nos sistemas manejo integrado de pragas (MIP) e convencional. Extraiu-se o óleo de soja utilizando o solvente hexano em extrator Soxhlet. Determinaram-se as concentrações do Endosulfan no grão e no óleo, mediante cromatografia em fase gasosa, com detector de captura de elétrons (Ni63). A concentração de Endosulfan no óleo foi obtida teoricamente multiplicando-se a relação entre a massa grão/óleo pela concentração deste inseticida encontrada experimentalmente no grão. A relação percentual da concentração de Endosulfan no óleo, entre os valores teórico/experimental, enquadraram-se na faixa de 94% a 114% e 81% a 92%, respectivamente, para os sistemas MIP e convencional. Como a média geral dos níveis de Endosulfan, calculada teoricamente, alcançou 94% do valor obtido experimentalmente concluiu-se que o cálculo teórico pode ser utilizado para determinar os níveis deste inseticida no óleo de soja. EVALUATION OF THE THEORETICAL AND EXPERIMENTAL RESIDUAL LEVELS OF ENDOSULFAN IN SOYBEAN (Glycine max. (L) Merrill ) OIL Abstract The objective of this study was to quantify theoretically and experimentally the residual levels of Endosulfan and main metabolites in soybean oil and to evaluate the reliability of the theoretical values in relation to the experimental values. The soybean was grown in the fields in the pest integrated management (PIM) and conventional systems. The soybean oil was extracted by using hexane as solvent in Soxhlet extractor. The Endosulfan concentrations were determined in the grains and oil by means of gas chromatography equipped with electron capture detector (Ni63). The Endosulfan concentration in soybean oil was theoretically obtained by multiplying the relationship between the grain mass/ soybean oil by this insecticide concentration determined experimentally in the grain. The percents relationship of the concentration of Endosulfan in the soybean oil between the theoretical/experimental values were in the range of 94% to 119% and 81% to 92%, respectively, for the PIM and conventional system. As the general average levels of Endosulfan, theoretically calculated, reached 94% of the value obtained experimentally it was concluded that the theoretical calculation could be used for determination this insecticide levels in the soybean oil