Micotoxinas estrogênicas em águas superficiais da microbacia hidrográfica do Córrego Rico (SP): desenvolvimento de método analítico verde, ocorrência e persistência ambiental

Abstract

Micotoxinas estrogênicas (EM) são estrógenos produzidos como metabólitos secundários de fungos. Entre as EM estão a zearalenona (ZEN) e seus metabólitos produzidos principalmente pelo fungo do gênero Fusarium que cresce em várias culturas agrícolas. A influência da exposição às EM na saúde de mamíferos /humanos, por meio dos alimentos, tem sido extensivamente estudada. Em contraste, estudos que focam nas EM em águas superficiais e seus possíveis impactos no ambiente aquático são negligenciados. O presente trabalho apresenta os desenvolvimentos mais recentes no que concerne às micotoxinas estrogênicas, em relação às metodologias analíticas utilizadas na sua determinação e avaliação do comportamento em águas superficiais. As atividades desenvolvidas foram divididas em duas etapas: (1) Estudo analítico - desenvolvimento de um método analítico verde para a determinação das micotoxinas estrogênicas empregando a microextração líquido-líquido dispersiva (DLLME) utilizando bromosolventes e líquido iônico (IL) por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção por fluorescência (FLD) ou espectrometria de massas (MS); (2) Estudo ambiental - avaliação da presença dos analitos na microbacia hidrográfica do Córrego Rico com avaliação espaço-temporal e a persistência da micotoxina zearalenona em ambientes aquáticos sob irradiação solar simulada. Vários parâmetros importantes que influenciam a eficiência de extração para DLLME foram otimizados. Em condições ótimas, a recuperação de extração para ZEN e seus metabólitos para DLLME e IL-DLLME variaram de 81 a 118 % e 76 a 81 %, respectivamente; Os desvios padrão relativos (RSD) para a precisão intra-dia e inter-dia foram menores do que 13%, em DLLME, e inferior a 5,7 % (intra-dia) para IL-DLLME. Os limites de detecção do método (LOD) e quantificação (LOQ) foram de 4-20 ng L-1 e de 8-40 ng L-1 para DLLME e 0,2 ng L-1 e 0,5 ng L-1 para IL-DLLME, respectivamente. A determinação das micotoxinas estrogênicas nas amostras de água da microbacia hidrográfica do Córrego Rico alcançaram níveis de até 59,3 ng L-1 com concentração equivalente em estradiol calculada (cEEQ) entre <0,06 e 1,42 ng L-1. Essas concentrações estão relacionadas a efeitos adversos no crescimento e reprodução de algumas espécies de peixes. No estudo de fototransformação a ZEN foi degradada rapidamente em águas naturais, com meia-vida (t1/2) de 28,3 min (água estuarina) e 135,9 min (água de rio). Os resultados indicaram que, após 1 h do tempo de irradiação, o percentual de degradação da ZEN foi de 69,4% (água do rio) e 90,8% (água estuarina). Do ponto de vista ambiental, a rápida degradação observada não deve ser interpretada “a priori”, como indicativo de baixo risco ambiental do aporte de ZEN, devendo ser investigados o comportamento ambiental e toxicológico dos seus produtos de degradação, além do que há que se considerar a constante introdução, nas águas superficiais, de microcontaminantes associados ao esgoto sanitário, como a ZEN.

Estrogenic mycotoxins (EM) are estrogens produced as secondary metabolites of fungi. The well known EM are zearalenone (ZEN) and its metabolites primarily produced by the mold Fusarium growing on a variety of crops. The influence of exposure to EM on human/mammalian health via food has been extensively studied. In contrast, studies focus on EM in surface waters and their possible impacts in aquatic environment are negligible. The current work presents the most recent developments concerning estrogenic mycotoxins, in regard to the analytic methodologies utilized in their determination and the behavior assessment in surface waters. The study was developed in two steps: (1) analytical study - Green analytical method development for determination of estrogenic mycotoxin employing microextraction liquid-liquid dispersive (DLLME) using bromosolvent and ionic liquid (IL) followed by high-performance liquid chromatography (HPLC) with fluorescence detection (FLD) or mass spectrometry (MS); (2) Environmental study - evaluation of the presence of analytes in Rico stream watershed with spatial-temporal distribution and the persistence of zearalenone mycotoxin in aquatic environments by simulated sunlight. Several important parameters influencing the extraction efficiency of DLLME were optimized. Under optimal conditions, extraction recovery for ZEN and its metabolites by DLLME and IL-DLLME were within the range of 81-118 % e 76-81 % respectively; the relative standard deviations (RSDs) for intra-day and inter-day precision were lower than 13% by DLLME, and lower than 5.7 % (intra-day) by ILDLLME. The method limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) were from 4– 20 ng L−1 and 8–40 ng L−1, for DLLME and from 0.2 ng L−1 and 0.5 ng L−1 for ILDLLME, respectively. Determination of estrogenic mycotoxins in water samples from Rico Stream watershed reached levels of up to 59.3 ng L-1 and their corresponding calculated estrogenic equivalents (cEEQ) values were <0.06 and 1.42 ng L-1. These concentrations are related to adverse effects on growth and reproduction of some fish species. In phototransformation study ZEN degraded quickly in natural waters, with half-lives (t1/2) of 28.3 min (estuarine water) and 135.9 min (river water). The results indicated that after 1 h irradiation time, the degradation percentage of ZEN were 69.4% (river water) and 90.8% (estuarine water). From an environmental point of view, the rapid degradation observed, under laboratory conditions, should not be interpreted "a priori" as indicative of low environmental risk for ZEN, should be investigated environmental behavior and toxicology of degradation products, beyond it is necessary to considering the constant introduction into surface water of microcontaminants associated with sewage, such as this mycotoxin.