Evaluation of toxic effects in aquatic and terrestrial organ-isms exposed to elements of the lanthanide group

Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. A utilização dos elementos terras raras (ETR) em produtos de alta tecnologia, na medicina e na agricultura, a possibilidade de contaminação ambiental em todo seu ciclo de vida, por possuírem baixa mobilidade, os levam a ser considerados como contaminantes emergentes. O estudo avaliou a literatura sobre a ecotoxicologia terrestre dos ETR utilizando a base de dados Web of Science e a toxicidade aguda de três lantanídeos sobre a sobrevivência de Daphnia similis e germinação de sementes de Lactuca sativa. O efluente sintético utilizado foram nitratos de samário (Sm), lantânio (La) e neodímio (Nd), individualmente e em misturas binárias e ternárias em proporções volume/volume e identificados os tipos de interação. Os resultados foram apresentados em forma de um artigo e dois manuscritos. No artigo a maioria dos estudos foi realizada com espécies vegetais, com poucos sobre invertebrados. Lantânio e cerio foram os mais estudados. Efeitos controversos foram encontrados para as plantas, aplicações agronômicas não afetarão as plantas em baixas doses, mas podem afetar invertebrados do solo. No manuscrito com D. similis foi utilizado o meio MS, e o meio MSq, sem os quelantes EDTA e cianocobalamina, empregados para comparar seus efeitos na toxicidade dos ETR. Em MS individualmente a toxicidade decresceu de La > Sm > Nd e em MSq foi invertida, com toxicidade maior do que em MS. Os valores das CE50 individuais em MSq foram menores do que em MS, nas misturas binárias e nas ternárias, indicando que aparentemente os quelantes podem diminuir a biodisponibilidade dos ETR para os organismos teste. As interações observadas foram aditivas > sinérgicas > antagônicas. No segundo manuscrito foi estudado os efeitos de germinação, biomassa úmida e porcentagem de inibição da germinação (%IG) sobre a germinação de sementes de alface em dois substratos, um artificial (SA) e outro natural (argissolo vermelho amarelo, PVA). O parâmetro biomassa úmida (CI50), se mostrou mais sensível que germinação (CE50). Foi observado toxicidade nas maiores concentrações teste em relação ao controle nos dois substratos. A CE50 em SA foi menos tóxica do que em PVA, exceto na mistura binária Sm + Nd em PVA onde foram menos tóxicas. A diferença de toxicidade entre as proporções das misturas parecem estar associadas ao dobro de um dos elementos, tanto na germinação como na biomassa úmida. A categorização dos índices de %IG (NT não tóxica, MT moderadamente tóxica e FT fortemente tóxica) pode ser um alerta para a antecipação de eventos mais severos para os tomadores de decisão quanto as concentrações onde se inicia a toxicidade. The use of rare earth elements (REE) in high technology products, medicine and agriculture, the possibility of environmental contamination throughout their life cycle, due to their low mobility, lead them to be considered as emerging contaminants. The study evaluated the literature on terrestrial ecotoxicology of REEs using the Web of Science da-tabase and the acute toxicity of three lanthanides on Daphnia similis survival and Lactuca sativa seed germination. The synthetic effluent used were samarium (Sm), lanthanum (La) and neodymium (Nd) nitrates, individually and in binary and ternary mixtures in volume/volume proportions and the types of interaction identified. The results were presented in the form of an article and two manuscripts. In the article, most studies were carried out with plant species, with few on invertebrates. Lanthanum and cerium were the most studied. Controversial effects have been found for plants, agronomic applications will not affect plants at low doses, but may affect soil invertebrates. In the manuscript with D. similis, MS medium was used, and MSq medium, without the chelators EDTA and cyanocobala-min, used to compare their effects on the toxicity of REEs. In MS individually the toxicity decreased from La > Sm > Nd and in MSq it was reversed, with greater toxicity than in MS. The individual EC50 values in MSq were lower than in MS, in binary and ternary mixtures, indicating that apparently chelators can decrease the bioavailability of REEs for the test organisms. The interactions observed were additive > synergistic > antagonistic. In the second manuscript, the effects of germination, wet biomass and percentage of germina-tion inhibition (%GI) on lettuce seed germination in two substrates, one artificial (SA) and the other natural (red yellow argisol, PVA) were studied. The wet biomass parameter (CI50) was more sensitive than germination (EC50). Toxicity was observed at the highest test concentrations in relation to the control in both substrates. EC50 in SA was less toxic than in PVA, except in the binary mixture Sm + Nd in PVA where they were less toxic. The difference in toxicity between the proportions of the mixtures seems to be associated with the double of one of the elements, both in germination and in wet biomass. The categorization of the %GI indices (NT non toxic, MT moderately toxic and TF strongly toxic) can be a warning for the anticipation of more severe events for decision makers regarding the concentrations where toxicity starts.