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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.64.2015.tde-26062015-095445
Documento
Autor
Nome completo
Leila Aparecida Figueiredo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2015
Orientador
Banca examinadora
Tornisielo, Valdemar Luiz (Presidente)
Brondi, Silvia Helena Govoni
Dias, Armando Cavalcante Franco
Medeiros, Maria Aparecida Carvalho de
Rocha, Fabio Rodrigo Piovezani
Título em português
Fluoroquinolonas na avicultura: impacto sobre a comunidade bacteriana em solos e organismos aquáticos
Palavras-chave em português
Antimicrobianos
Biologia Molecular
Contaminação ambiental
Cromatografia
Toxicidade aguda
Resumo em português
A produção de frango de corte é acompanhada por uma geração elevada de resíduos. Assim, o reuso da cama de aviário como adubo tem se mostrado como uma alternativa viável para a destinação adequada deste resíduo. Entretanto o emprego de fármacos utilizados na produção de aves de corte pode atingir o ambiente e gerar efeitos indesejados tanto na microbiota do solo quanto nos organismos aquáticos de ambientes lacustres próximos aos galpões de produção. O objetivo deste trabalho foi quantificar os fármacos norfloxacina (NOR), enrofloxacina (ENR) e ciprofloxacina (CIP) nas matrizes cama de aviário, solos, águas superficiais, subsuperficiais e sedimentos e avaliar o impacto desta contaminação na microbiota do solo e organismos aquáticos. As coletas foram realizadas em seis granjas de produção de frango de corte em municípios na região de Piracicaba/SP. As extrações e posterior determinação dos antimicrobianos nas amostras de cama de aviário e solo foram realizadas pela técnica de cromatografia em fase líquida com detector de arranjo de diodos/ultravioleta (HPLC-DAD/UV) e em água superficial, subsuperficial e sedimento foram realizadas por extração em fase sólida acoplada à cromatografia líquida e espectrometria de massas em tandem (on-line-SPE-LC-MS/MS). A atividade microbiana dos solos foi determinada pelo método da radiorespirometria utilizando 14C-glicose. A estrutura e abundância da comunidade bacteriana foram determinadas pelas técnicas da Reação em Cadeia da Polimerase - Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante (PCR/DGGE) e da PCR em tempo real (qPCR). Os testes de toxicidade aguda foram realizados com os organismos aquáticos Daphnia magna e Danio rerio. Foram encontradas concentrações entre 1,20 e 8,31 mg kg-1 de fluoroquinolonas (FQs) em cama de aviário, havendo o acúmulo desses fármacos com seu tempo de uso (até 135 dias). As concentrações de FQs nos solos (10,2 a 325 ?g kg-1) foram acima dos níveis tolerados (100 ?g kg-1). Não houve efeitos diretos na atividade microbiana, entretanto houve redução na abundância e modificação na estrutura da comunidade bacteriana em determinadas granjas. Nas amostras de água os resultados foram inferiores ao limite de quantificação (20 ng L-1). Em sedimentos foram encontrados valores entre 22,63 e 76,54 ng kg-1 de FQs. Os resultados de toxicidade aguda para D. magna (CE50- 48 h) foram: 92,49 mg L-1 e 73,04 mg L-1 para ENR e NOR, respectivamente, e para Danio rerio a CL50 (96 h) foi 190,9 mg L-1 para ENR. Observou-se lixiviação de FQs em solos até 4 m de profundidade. Conclui-se que houve contaminação do solo afetando a comunidade bacteriana. Não houve contaminação de águas superficiais e subsuperficiais, sendo que ENR e NOR somente causam toxicidade aguda em organismos aquáticos em concentrações muito acima das encontradas em campo. Esses resultados sugerem medidas mitigadoras de contaminação, como a exposição prévia da cama de aviário à luz solar e a modernização dos sistemas de bebedouro dos galpões, uma vez que a água descartada foi um importante veículo das FQs para a cama de aviário e entorno da granja
Título em inglês
Fluoroquinolones in poultry: impact on the bacterial community in soil and aquatic organisms
Palavras-chave em inglês
Acute toxicity
Antibiotics
Chromatography
Environmental contamination
Molecular Biology
Resumo em inglês
The broiler production generates a lot of waste. So the reuse of poultry litter as a fertilizer has proven to be a viable alternative for the appropriate destination of these residues. However the employment of medicines used in the broilers production can reach the environment and cause negative effects in soil microbiota and on aquatic organisms from water bodies close to the production sheds. The objective of this study was to quantify norfloxacin (NOR), enrofloxacin (ENR) and ciprofloxacin (CIP) in poultry litter, soil, surface and subsurface water, sediment and evaluate the impact of these contamination on soil microbiota and aquatic organisms. Samples were collected in six farms in Piracicaba/SP region. Analyses of antibiotics in soil samples and poultry litter were performed by high performance liquid chromatography-diode array/ultraviolet detector (HPLC-DAD/UV) and in surface, subsurface water and sediment were performed by an online solid phase extraction-liquid chromatography tandem mass spectrometry method (on-line SPE-LC-MS/MS). The microbial soils activities were determined by radiorespirometry using 14C-glucose. The diversity and abundance of bacterial communities were determined by Polymerase Chain Reaction/Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (PCR/DGGE) and real-time PCR (qPCR). Acute toxicity tests were performed to aquatic organisms Daphnia magna and Danio rerio. It was found concentrations between 1.20 and 8.31 mg kg-1 of fluoroquinolones (FQs) in poultry litter and these antibiotics accumulated in time (up to 135 days). In soils, concentrations of FQs were between 10.2 and 325 ?g kg-1, these values were higher than the allowable levels (100 ?g kg-1). There were no direct effects on soil microbial activity, however there were reduction in abundance and diversity of bacterial community in some farms. In water samples the results were lower than the limit of quantification (20 ng L-1). In sediment, values of FQs were between 22.63 and 76.54 ng kg-1. Acute toxicity for D. magna (CE50-48 h) were 92.49 mg L-1 and 73.04 mg L-1 for ENR and NOR, respectively, and for Danio rerio LC50 (96h) was 190.9 mg L-1 for ENR. It was observed FQs leaching in soil up to 4 m depth. It was concluded that soil contamination impacts bacterial community. There was no contamination in superficias and subsurface waters. ENR and NOR only cause acute toxicity to aquatic organisms in higher concentrations than those found in the environment. These results suggest mitigation measures for contamination, as previous exposure of poultry litter to sunlight and the modernization of water systems, once the wastewater was an important vehicle for FQs to poultry litter and environment
 
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Data de Publicação
2015-07-02
 
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