Aftershocks of the Samarco disaster: diminished growth and increased metal content of Raphanus sativuscultivated in soil with mining tailings

The collapse of the Fundão tailings dam of the Samarco mining complex in Mariana, Brazil, was the largest mining disaster in the world to date with many socio-economic and environmental impacts. Soil affected by mining tailings was severely altered with negative impacts for agriculture. We tested whether diluting mining tailings with organic soil would eliminate or at least attenuate the ecotoxic effects on plant development and performance. We cultivated radish, Raphanus sativus,in substrates containing different proportions of mining tailings and organic soil: pure tailings (T100%); 2) tailings75%+ soil25%(T75%); 3) tailings50%+ soil50%(T50%); 4) tailings25%+ soil75%(T25%), and 5) pure organic soil (Soil100%, control). There were large differences in soil quality parameters between the 100% tailings treatment (T100%) and the control (Soil100%), as well as for some parameters in the most diluted treatment -T25%(Ca2+, Fe, Mn) in relation to the controltreatment. Although dilution of the tailings soil improved radish development, there was lower radish productivity (leaf area, total biomass, and root/tuber biomass) than for pure soil (control). There were also significantly higher amounts of bioaccumulated metals in radish tubers grown with tailings, even when grown in T25%for Fe content and in T75%for Mn content. These results present a worrisome scenario for human communities in the region of the Doce river, as human consumption of crops produced in soil contaminated with tailingsis not recommended due to potential toxicological effects from high metal concentrations.(AU)

Mobilizando a sociedade civil: inovação organizacional e repertórios de confronto no desastre do rio Doce / Mobilizing civil society: organizational innovation and repertoire of contention in the river Doce disaster / Movilización de la sociedad civil: innovación organizacional y repertorio de confrontación en el desastre del río Doce / Mobiliser la société civile: innovation organisationnelle et répertoire de confrontation dans la catastrophe de rio Doce

Analisa as mobilizações sociais no desastre socioambiental do Rio Doce, no bojo de relações conflitivas entre sociedade civil, mercado e Estado. Argumenta que no contexto de desastre emergiram mudanças na ação coletiva que caracterizam processos de inovação organizacional: (a) na emergência de novos ativismos, incremento do associativismo civil e novos formatos organizacionais e; (b) nos repertórios de confronto caracterizados pela combinação entre ação extrainstitucional, ação institucional e tática multiescalar. Argumenta também que as transformações na ação coletiva se vinculam a dois elementos que impulsionam as mobilizações: (a) as restrições políticas e institucionais impostas pelo sistema de governança do desastre à participação e ao reconhecimento das pessoas afetadas; e (b) as organizações preexistentes que desempenharam papel fundamental na mobilização dos atingidos, funcionando como incubadoras para o movimento social contencioso ao agir sobre sua formação organizacional e identitária.

I analyze the social mobilization in the social-environmental disaster of the Doce river, in the context of conflicting relations between civil society, corporations and state. I argue that in the contexto of disaster emerged changes in the collective action that characterizes processes of organizational innovation: (a) in the emergence of new activisms, increase of civil associations and new organizational formats and; (b) in the repertoires of contention characterized by a combination of extra-institutional actions, institutional actions and multi-scale tactic. I also argue that transformations in collective action are linked to two elements that encourage the mobilizations: (a) the political and institutional constraints imposed by the disaster governance system on participation and recognition of affected people; and (b) preexisting organizations which played a fundamental role in mobilizing those affected, functioning as incubators for the contentious social movement by acting in its organizational and identity formation.

En este artículo analizo la movilización social en el desastre social y ambiental en Río Doce, en medio de relaciones conflictivas entre la sociedad civil, el mercado y el estado. Sostiene que en el contexto del desastre cambios en la acción colectiva surgido, que caracteriza los procesos de innovación organizacional: (a) en surgimiento de nuevos activismos, aumento de asociaciones civiles y nuevos formatos organizacionales y; (b) en repertorios de confrontación caracterizados por la combinación de acción extrainstitucional, acción institucional y tácticas multiescala. También argumenta que las transformaciones en la acción colectiva están vinculadas a dos elementos que conducir el movilizaciones: (a) las restricciones políticas e institucionales impuestas por el sistema de gobernanza de desastres sobre la participación y el reconocimiento de las personas afectadas; y (b) las organizaciones preexistentes que desempeñaron un papel clave en la movilización de los afectados, funcionando como incubadoras del movimiento social contencioso actuando en su organización y formación de identidad.

Je analyse les mobilisations sociales dans la catastrophe sociale et environnementale de Rio Doce, dans le contexte de relations conflictuelles entre la société civile, le marché et l'État. Je soutiens que dans le contexte de la catastrophe sont apparus des changements dans l'action collective qui caractérisent les processus d'innovation organisationnelle dans: (a) l'émergence d'un nouvel activisme, le incrémenter des associations civiles et de nouveaux formats organisationnels et; (b) dans les répertoires de confrontation caractérisés par la combinaison d'une action extra-institutionnelle, d'une action institutionnelle et d'une tactique multi-échelles. Je soutiens également que les transformations de l'action collective sont liées à deux éléments qui encouragent la mobilisation: (a) les contraintes politiques et institutionnelles imposées par le système de gouvernance des catastrophes sur la participation et la reconnaissance des personnes affectées; (b) des organisations préexistantes qui ont joué un rôle clé dans la mobilisation des personnes affectées, fonctionnant comme des incubateurs pour du mouvement social contentieux en agissant dans sa formation organisationnelle et identitaire.

Genotoxicity effects on Geophagus brasiliensis fish exposed to Doce River water after the environmental disaster in the city of Mariana, MG, Brazil / Efeitos da genotoxicidade em peixes da espécie Geophagus brasiliensis expostos a água do Rio Doce após o desastre ambiental na cidade de Marina, MG, Brasil

Abstract The Doce River basin has suffered the largest environmental accident ever occurred in Brazil with the influx of tailings from Fundão and Santarém, belonging to Samarco mining company, due to the disaster in Mariana. A spill between 50 and 60 million m3 of tailings was estimated by the company. According to Samarco, the wastewater was composed mainly of clay, silt and heavy metals like iron, copper and manganese. Thereby, the objective of the present study was evaluated the genotoxic damage in juvenile of Geophagus brasiliensis (Quoy e Gaimard, 1824) exposed to Doce river water before (DRWBA - Doce River water before acident) and after (DRWAA - Doce River water after acident) the influx of tailings from the Germano and Santarém Dam disasters in Mariana, MG, Brazil. For this, 24 individuals of the species G. brasiliensis (obtained on IFES/ALEGRE fish culture) were submitted to a bioassay with three treatments and eight replicates. The treatments were: 1) Control water (water from the urban water supply system, filtered with a 0.45 µm membrane), 2) DRBA and 3) DRAA. After 96 h, these fishes were anesthetized to remove blood for evaluation of genotoxic damage (micronucleus and comet). For the bioassay, a total of 80 L of The Doce River water were collected before the influx of tailings and after the influx and then submitted to metal quantification analysis. Fish exposed to DRWBA and DRWAA treatments showed a significant increase in both the number of erythrocyte micronuclei and the DNA damage index in relation to the control fish; however, they did not present any differences between the two treatments. The results demonstrate that the DRWBA treatment was already genotoxic for the fish, mainly due to dissolved Cu concentrations in the water. The DRWAA treatment probably presented genotoxicity due to the increase in the dissolved fraction and synergistic effects of several metals found in the tailings of the Mariana accident.

Resumo A bacia do Rio Doce sofreu o maior acidente ambiental com o influxo de rejeitos de Fundão e Santarém, pertencentes à empresa de mineração Samarco, devido ao desastre em Mariana. Um derramamento entre 50 e 60 milhões de m3 de rejeitos foi estimado pela empresa. De acordo com a Samarco, o rejeito despejado era composto principalmente de argila, silte e alguns metais pesados como ferro, cobre e manganês. Com isso, o presente estudo teve como objetivo avaliar os danos genotóxicos em juvenis de Geophagus brasilienses expostos a água do rio Doce antes (DRWAA - água do Rio Doce antes do acidente) e depois (DRWBA- água do Rio Doce depois do acidente) da chegada dos rejeitos do rompimento das barragens de Germano e Santarém em Mariana, MG, Brasil. Para isso, 24 indivíduos da espécie G. brasilienses (obtidos na piscicultura do IFES/ALEGRE) foram submetidos a um bioensaio com três tratamentos e oito réplicas. Os tratamentos eram: 1) Controle (com água do abastecimento urbano, filtrada com filtro analítico de 0,45 µm); 2) DRWBA e 3) DRWAA. Após um período de 96 h, esses peixes foram anestesiados para retirada de sangue para avaliação dos danos genotóxicos (micronúcleo e cometa). Para a realização do bioensaio, um total de 80 L de água do Rio Doce foram coletados antes da chegada dos rejeitos e outros 80 L foram coletados depois da chegada dos rejeitos e ambas foram submetidas a análises de quantificação de metal. Os peixes expostos ao DRWBA e ao DRWAA apresentaram um aumento significativo na quantidade de micronúcleos eritrocitários e no índice de danos do DNA em relação aos peixes controle, no entanto não apresentaram diferenças entre si. Os resultados obtidos demonstram que a DRWBA já era genotóxica para os peixes, principalmente, em função das concentrações de Cu dissolvido na água. A DRWAA apresentou genotixicidade, provavelmente, em função do aumento da fração dissolvida e do efeito sinérgico de diversos metais presentes nos rejeitos do acidente de Mariana.

Identificação molecular de Escherichia coli diarreiogênica na Bacia Hidrográfica do Rio Xopotó na região do Alto Rio Doce / Molecular identification of diarrheagenic Escherichia coli in the watershed of Xopotó River, in Alto do Rio Doce, Brazil

RESUMO Esta pesquisa científica teve como principal objetivo identificar patótipos de Escherichia coli diarreiogênica nas águas superficiais da Bacia Hidrográfica do Rio Xopotó, na região do Alto Rio Doce, Minas Gerais. Os estudos referentes às estirpes diarreiogênicas de E. coli no meio ambiente no Brasil são escassos. A bacia hidrográfica escolhida para o estudo sofre intensa degradação ambiental devido ao lançamento de esgoto in natura em seus corpos d'água e às atividades antrópicas, como a agropecuária. As coletas de água nos 13 pontos amostrais foram realizadas em duas épocas do ano de 2015 (abril e julho). Para identificação dos genes de E. coli diarreiogênica, utilizou-se o método de reação em cadeia da polimerase (PCR). A bacia hidrográfica apresentou contaminação diarreiogênica de patótipos E. coli produtora de toxina Shiga (STEC), E. coli enteropatogênica (EPEC) e E. coli enterotoxigênica (ETEC), tal ocorrência foi constante em ambas as campanhas. Os genes de virulência observados foram: na STEC, toxina Shiga (Stx1), responsável por causar doenças renais graves, como a síndrome hemolítico-urêmica (SHU); já a EPEC apresentou somente o gene virulento eae, característico do subgrupo atípico (aEPEC); a ETEC apresentou toxinas termolábeis (LT). A presença desses patótipos representa potencial risco de doenças diarreiogênicas na população que utiliza os recursos hídricos, particularmente idosos e crianças, e evidencia o comprometimento da qualidade microbiológica dos cursos d'água constituintes da Bacia Hidrográfica do Rio Xopotó, decorrente principalmente da ausência de estações de tratamento de esgoto (ETEs).

ABSTRACT The main purpose of this scientific research was to identify pathotypes of diarrheogenic Escherichia coli in the watershed of Xopotó River, in Alto do Rio Doce, Minas Gerais region, Brazil. The studies referring to the stirps diarrheagenics of E. coli in the environment in Brazil are scarce. The watershed chosen for the study suffers intense environmental degradation due the release of raw sewage into their water bodies and human activities, such as agriculture. The water collecting at 13 sampling points were held in two periods of the year 2015 (April and July). For the identification of the genes of diarrheagenic E. coli, the method of reaction polymerase chain (PCR) was used. The watershed presented pathogenic contamination of pathotypes Shiga toxin-producing E. coli (STEC), enteropathogenic E. coli (EPEC), and enterotoxigenic E. coli (ETEC) such a constant occurrence in both campaigns. The virulence genes observed were: STEC, Shiga toxin (Stx1), responsible for causing severe kidney disease as hemolytic-uremic syndrome (HUS). Besides that, EPEC presented only the virulent gene eae, characteristic of the atypical subgroup (aEPEC), as well as thermolabile toxins (LT). The presence of these pathotypes represents potential risk of diarrheagenic diseases in the population that uses the water resources, particularly the elderly and children, and demonstrates the commitment of the microbiological quality of constituents watercourses of the watershed of Xopotó River, mainly because the lack of sewage treatment facilities.

Genotoxicity effects on Geophagus brasiliensis fish exposed to Doce River water after the environmental disaster in the city of Mariana, MG, Brazil

Abstract The Doce River basin has suffered the largest environmental accident ever occurred in Brazil with the influx of tailings from Fundão and Santarém, belonging to Samarco mining company, due to the disaster in Mariana. A spill between 50 and 60 million m3 of tailings was estimated by the company. According to Samarco, the wastewater was composed mainly of clay, silt and heavy metals like iron, copper and manganese. Thereby, the objective of the present study was evaluated the genotoxic damage in juvenile of Geophagus brasiliensis (Quoy e Gaimard, 1824) exposed to Doce river water before (DRWBA Doce River water before acident) and after (DRWAA Doce River water after acident) the influx of tailings from the Germano and Santarém Dam disasters in Mariana, MG, Brazil. For this, 24 individuals of the species G. brasiliensis (obtained on IFES/ALEGRE fish culture) were submitted to a bioassay with three treatments and eight replicates. The treatments were: 1) Control water (water from the urban water supply system, filtered with a 0.45 µm membrane), 2) DRBA and 3) DRAA. After 96 h, these fishes were anesthetized to remove blood for evaluation of genotoxic damage (micronucleus and comet). For the bioassay, a total of 80 L of The Doce River water were collected before the influx of tailings and after the influx and then submitted to metal quantification analysis. Fish exposed to DRWBA and DRWAA treatments showed a significant increase in both the number of erythrocyte micronuclei and the DNA damage index in relation to the control fish; however, they did not present any differences between the two treatments. The results demonstrate that the DRWBA treatment was already genotoxic for the fish, mainly due to dissolved Cu concentrations in the water. The DRWAA treatment probably presented genotoxicity due to the increase in the dissolved fraction and synergistic effects of several metals found in the tailings of the Mariana accident.

Resumo A bacia do Rio Doce sofreu o maior acidente ambiental com o influxo de rejeitos de Fundão e Santarém, pertencentes à empresa de mineração Samarco, devido ao desastre em Mariana. Um derramamento entre 50 e 60 milhões de m3 de rejeitos foi estimado pela empresa. De acordo com a Samarco, o rejeito despejado era composto principalmente de argila, silte e alguns metais pesados como ferro, cobre e manganês. Com isso, o presente estudo teve como objetivo avaliar os danos genotóxicos em juvenis de Geophagus brasilienses expostos a água do rio Doce antes (DRWAA água do Rio Doce antes do acidente) e depois (DRWBA- água do Rio Doce depois do acidente) da chegada dos rejeitos do rompimento das barragens de Germano e Santarém em Mariana, MG, Brasil. Para isso, 24 indivíduos da espécie G. brasilienses (obtidos na piscicultura do IFES/ALEGRE) foram submetidos a um bioensaio com três tratamentos e oito réplicas. Os tratamentos eram: 1) Controle (com água do abastecimento urbano, filtrada com filtro analítico de 0,45 µm); 2) DRWBA e 3) DRWAA. Após um período de 96 h, esses peixes foram anestesiados para retirada de sangue para avaliação dos danos genotóxicos (micronúcleo e cometa). Para a realização do bioensaio, um total de 80 L de água do Rio Doce foram coletados antes da chegada dos rejeitos e outros 80 L foram coletados depois da chegada dos rejeitos e ambas foram submetidas a análises de quantificação de metal. Os peixes expostos ao DRWBA e ao DRWAA apresentaram um aumento significativo na quantidade de micronúcleos eritrocitários e no índice de danos do DNA em relação aos peixes controle, no entanto não apresentaram diferenças entre si. Os resultados obtidos demonstram que a DRWBA já era genotóxica para os peixes, principalmente, em função das concentrações de Cu dissolvido na água. A DRWAA apresentou genotixicidade, provavelmente, em função do aumento da fração dissolvida e do efeito sinérgico de diversos metais presentes nos rejeitos do acidente de Mariana.

Fatores determinantes das florações de cianobactérias na água do Rio Doce, Minas Gerais, Brasil / Determinants of cyanobacteria's bloom in water at Doce River, Minas Gerais, Brazil

A partir de 2005 ocorreram sucessivas florações de cianobactérias tóxicas e não tóxicas na água do Rio Doce. Naquela época, foram identificadas as possíveis causas dessas florações e dentre elas se destacou principalmente o extenso período estival na região da bacia hidrográfica. O principal objetivo desse trabalho foi o de associar estatisticamente alguns parâmetros ambientais e de qualidade da água do rio em um período de cinco anos, para encontrar e explicar as possíveis correlações existentes. As cianobactérias estiveram presentes na água do Rio Doce nos 10 pontos de coleta avaliados pelo Instituto Mineiro de Gestão das Águas, no período de 2008 a 2012. Na análise de agrupamentos entre as estações de coleta, o ponto RD44 se destacou isoladamente e apresentou maiores densidades de termotolerantes durante o inverno. Por meio da análise de componentes principais, verificouse que as maiores densidades de cianobactérias estiveram associadas a reduções da temperatura da água, da turbidez, da concentração de fósforo total e condições características do período estival (inverno seco) na água de rios em Minas Gerais. Nesse mesmo período, ocorreram elevações nas concentrações de clorofila a, oxigênio dissolvido, nitratos, da relação estequiométrica N/P e do Índice de Qualidade das Águas. Após 2009 as florações se tornaram sucessivas. Isso reforça a teoria de que o represamento da água do rio exerceu uma influência nas crescentes florações de cianobactérias, pois podem ter contribuído para a redução da turbidez da água do rio, para o aumento da concentração de nitratos e da densidade de termotolerantes.

From 2005 there were successive blooms of toxic and nontoxic cyanobacteria in water from Doce River. At that time, the possible causes of these blooms were studied and the extensive winter period in the watershed area was one of the main causes. The main objective of this study was to statistically associate some quality and environmental parameters of the river water for a period of five years, to meet and explain the possible correlations. Cyanobacteria were present in the water of the Doce River in the 10 sampling points evaluated in the period from 2008 to 2012. In cluster analysis between the collection points, the sample station RD44 stood alone and presented during the dry seasons of the years the highest densities of thermotolerant coliform. By means of principal component analysis, it was found that increased density of cyanobacteria was associated with a reduction in temperature of the water, turbidity and the concentration of phosphorus, which are characteristic conditions of river waters in Minas Gerais during the winter period (dry season). In the same period, there were increases in the concentrations of chlorophyll a, dissolved oxygen, nitrates, the stoichiometric ratio N/P and the Water Quality Index. After 2009, successive cyanobacteria blooms have been registered. This reinforces the theory that the damming of the river has had a growing influence on cyanobacteria blooms. They may have contributed to reduce the turbidity of river water, increase in nitrate concentration and thermotolerant coliform density.

Entre o moderno e o rústico: a territorialização da medicina preventiva no médio Rio Doce / Between the modern and the rustic: the territorialization of preventive medicine in the middle Doce River

Na historiografia recente sobre o médio rio Doce reconhece-se a ação do Serviço Especial de Saúde Pública como impulsionadora do desenvolvimento regional entre 1940 e 1950. Não se aprofundam, contudo, atividade e métodos utilizados. Verificar a concepção de saúde e de desenvolvimento subjacente a suas práticas e as condições de sua manutenção é fundamental para avaliar o papel exercido pelo serviço. Sua contribuição deve ser considerada na relação estabelecida com a população, para a qual suas ações trouxeram desenvolvimento, embora tenham alterado práticas de saúde, costumes e valores culturais, reorganizado o espaço, interferindo nas temporalidades estabelecidas e redefinindo as territorialidades exercidas.

Recent historiography on the middle Doce River recognizes the work of Brazil's Special Public Health Service as one of the factors of regional development from 1940 to 1950, but there has been no deeper exploration of the activities and methods used by the service. An evaluation is essential to identify the concept of health and development that underpinned its practices and its conditions for sustainability. The service's contribution must be framed within its established relation with the population, who benefited from the developmental changes achieved by the agency, although it changes health practices, customs, and cultural values and re-organized space, interfering with established temporalities and redefining prevailing territorialities.

Sedimentation processes and beach morphodynamics active at the Doce River mouth, Espírito Santo State, Brazil

The coastal sedimentation model in the Doce River mouth and surroundings extends beyond the hydraulic jetty effect created by its stream-flow. During flooding, marine sediments transported by longshore currents are retained on the updrift side, causing strandline progradation. As the longshore current direction varies, local depositional and erosional effects can be produced and identified laterally within beach profiles from north and south of the Doce River mouth area. Sedimentological studies carried out in this river, beach and adjacent inner continental shelf sands showed that, at present, the influence of Doce River sediments is restricted to the area surrounding its mouth. Meanwhile, beach morphodynamic stages and present-day coastal-plain processes of sedimentation are directly affected by the Doce River discharge as a natural continuation of the Quaternary geological evolution of the area.

A sedimentação costeira adjacente à desembocadura do Rio Doce, Espírito Santo, Brasil destaca o efeito de jato hidráulico desempenhado pela descarga fluvial. Por ocasião da enchente, os sedimentos marinhos transportados pela corrente longitudinal são represados a barlamar da desembocadura, causando progradação nas praias adjacentes e erosão nas praias situadas a sotamar da desembocadura fluvial. Com a inversão do rumo da deriva litorânea, os processos erosivos e construtivos se invertem. Estudos sedimentológicos realizados nos sedimentos do rio, das praias e da plataforma continental interna adjacente à desembocadura, indicam que a contribuição da carga do rio Doce é atualmente restrita às áreas imediatamente vizinhas. Contudo, a tipologia das praias e os processos de sedimentação da planície costeira são diretamente afetados pela descarga do rio Doce, sendo a continuação dos processos de sedimentação identificada na evolução geológica da área.

Acute toxicity of copper and cadmium for piauçu, Leporinus macrocephalus, and curimatã, Prochilodus vimboides - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v31i3.5069 / Acute toxicity of copper and cadmium for piauçu, Leporinus macrocephalus, and curimatã, Prochilodus vimboides - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v31i3.5069

Ninety-six-hour static bioassays were conducted in the laboratory to determine lethal concentrations (96-h LC50) of copper and cadmium for curimatã (Prochilodus vimboides) and piauçu (Leporinus macrocephalus). The 96-h LC50 of copper were 0.047 and 0.090 mg L-1, and of cadmium 3.16 and 7.42 mg L-1 for curimatã and piauçu, respectively. Curimatã is a preferred indigenous species for toxicological studies in the Doce River basin due to its availability in the hatcheries of the region and high sensitivity to metals.

Ninety-six-hour static bioassays were conducted in the laboratory to determine lethal concentrations (96-h LC50) of copper and cadmium for curimatã (Prochilodus vimboides) and piauçu (Leporinus macrocephalus). The 96-h LC50 of copper were 0.047 and 0.090 mg L-1, and of cadmium 3.16 and 7.42 mg L-1 for curimatã and piauçu, respectively. Curimatã is a preferred indigenous species for toxicological studies in the Doce River basin due to its availability in the hatcheries of the region and high sensitivity to metals.