Chronic effects of nitrogenous compounds on survival and growth of juvenile pink shrimp / Efeito crônico de compostos nitrogenados sobre a sobrevivência e crescimento de juvenis de camarão rosa

Abstract In response to growing worldwide market demand, intensive shrimp farming, based on high feed, has developed over the past decade. The nitrogenous compounds mainly generated by animal excretion can cause deterioration of water quality and produce chronic or even acute toxicity to aquatic animals. As prevention, theoretical safety levels have been estimated from acute toxicity tests and they are traditionally used to prevent toxic effects on biota. However, are those concentrations of nitrogenous compounds really safe to Farfantepenaeus paulensis? The current study aimed to investigate the lethal and sublethal effects of ammonia, nitrite and nitrate to juvenile F. paulensis based on safety levels. Each experiment was performed independently in 100 L tanks for 30 days. The survival rates and wet weight of all shrimps were recorded every 10 days. The concentrations tested for ammonia, nitrite and nitrate were respectively: treatment "T1/4", a quarter of the safety level (0.91 mg/L TA-N, 2.55 mg/L NO2--N and 80.7 mg/L NO3--N); treatment "TSL", the safety level (3.65 mg/L TA-N, 10.2 mg/L NO2--N and 323 mg/L NO3--N); and treatment "T2X", twice the safety level (7.30 mg/L TA-N, 20.4 mg/L NO2--N and 646 mg/L NO3--N). For F. paulensis cultivation, the real safety level for nitrite was estimated to be 2.55 mg/L NO2--N. For ammonia and nitrate, the recommended concentrations were <0.91 mg/L TA-N corresponding to 0.045 mg/L NH3-N and <80.7 mg/L NO3--N, respectively.

Resumo Em resposta à crescente demanda do mercado mundial, a carcinicultura intensiva tem se desenvolvido ao longo da última década. Os compostos nitrogenados gerados principalmente pela excreção dos animais podem causar a deterioração da qualidade da água e produzir toxicidade crônica ou mesmo aguda para os animais cultivados. Como prevenção, os níveis de segurança teóricos são estimados a partir de testes de toxicidade aguda e são tradicionalmente usados para evitar efeitos tóxicos sobre a biota. No entanto, as estimativas das concentrações dos compostos nitrogenados são realmente seguras para Farfantepenaeus paulensis? O presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos letais e subletais da amônia, nitrito e nitrato em juvenis de camarão marinho F. paulensis com base em níveis de segurança. Cada experimento foi realizado de forma independente em tanques com capacidade de 100 L durante 30 dias. As taxas de sobrevivência e peso úmido de todos os camarões foram registrados a cada 10 dias. As concentrações testadas para amônia, nitrito e nitrato foram respectivamente: "T1/4", um quarto do nível de segurança (0,91 mg/L N-AT, 2,55 mg/L de N-NO2- e 80,7 mg/L N-NO3-); "TSL", nível de segurança (3,65 mg/L N-AT, 10,2 mg/L de N-NO2- e 323 mg/L N-NO3-); e "T2X", duas vezes o nível de segurança (7,30 mg/L N-AT, 20,4 mg/L de N-NO2- e 646 mg/L de N-NO3-). Para a criação de F. paulensis, o nível de segurança real para nitrito foi estimado em 2,55 mg/L N-NO2-. Para amônia e nitrato, concentrações recomendadas foram: <0,91 mg/L N-AT correspondente a 0,045 mg/L N-NH3 e <80,7 mg/L N-NO3-, respectivamente.

Antipredator and alarm reaction responses of silver catfish (Rhamdia quelen) juveniles exposed to waterborne ammonia

Ammonia has relatively toxic effects on fish and other aquatic organisms. This study examined whether juvenile silver catfish exposed to alarm substances released by conspecifics and predators in water with different ammonia levels modify their behaviour in response to the perceived risk of predation. We used juvenile catfish that were naive to predators. The fish were raised from the larval stage in the laboratory and kept in 40-L aquaria at waterborne NH3 concentrations of 0, 0.05, 0.1, or 0.2 mg L-1 for 10 days. The alarm substances used were predator odour and skin extract from conspecifics. The juveniles were transferred to 2-L aquaria for the antipredator and alarm reaction behavioural tests, which were performed on days 1, 5 and 10 after initial exposure to ammonia. The test aquaria contained a shelter at one end of the tank. The trials consisted of a 10-min prestimulus and a 10-min poststimulus observation period. The results of the study suggest that naive juvenile catfish are able to identify predators and skin extract from conspecifics by odour. In addition, waterborne NH3 levels modify the antipredator response of this species.

Amônia possui efeito relativamente tóxico em peixes e outros organismos aquáticos. Este estudo examinou se juvenis de jundiás modificam seu comportamento em resposta a percepção do risco de predação quando expostos a substâncias de alarme liberadas por conspecíficos e predadores em água com diferentes concentrações de amônia. Foram utilizados juvenis de jundiá nunca expostos a predadores. Os peixes foram criados em laboratório desde a fase larval e mantidos em aquários de 40-L contendo diferentes concentrações de NH3: 0; 0,05; 0,1 e 0,2 mg L-1 por 10 dias. As substâncias de alarme utilizadas foram odor de predador e extrato de pele de conspecíficos. Os juvenis foram transferidos para aquários de 2-L para realização dos testes para comportamento antipredador e resposta à substância de alarme, os quais foram realizados nos dias 1, 5 e 10 a partir do início da exposição à amônia. O aquário teste continha um esconderijo em uma de suas extremidades. Foram feitas observações comportamentais 10-min pré-estímulo e 10-min pós-estímulo. Os resultados do estudo sugerem que juvenis de jundiá nunca expostos a predadores são capazes de identificar predadores e extrato de pele de conspecíficos pelo odor. Além disso, os níveis de NH3 na água alteram a resposta anti-predatória desta espécie.

Intoxicação por amônia em bovinos que receberam uréia extrusada ou granulada: alterações em alguns componentes bioquímicos do sangue / Ammonia poisoning in cattle fed extruded or prilled urea: alterations in some chemistry components

Doze garrotes Girolando nunca alimentados com uréia foram distribuídos em dois grupos de seis animais cada, e induzidos a desenvolver um quadro de intoxicação por amônia através da administração de uréia extrusada ou granulada em dose única (0,5 g/kg PV). Foram determinados no plasma ou soro os teores de amônia, glicose, L-lactato, uréia e creatinina, além do volume globular em sangue total nos seguintes momentos: antes da administração de uréia, no surgimento dos tremores, após o primeiro episódio convulsivo, e após 240 minutos do início do experimento. A hiperamoniemia ocorreu a partir dos primeiro tremores. Maiores glicemia e lactemia-L foram constatadas no momento do ápice da intoxicação (episódio convulsivo), os quais foram superiores ao tempo basal. A produção endógena de uréia aumentou no decorrer do experimento devido à hiperamoniemia (r = 0,57), atingindo seus valores mais altos ao término do experimento. Quanto maior foi o teor de amônia, maiores foram as concentrações de lactato-L, glicose, uréia, creatinina e volume globular. Estes resultados permitem concluir que o grau de hiperamoniemia aumentou a gliconeogênese, a glicólise anaeróbica, a síntese de uréia endógena e o grau de desidratação. Entre as variáveis estudadas os teores de glicose e de lactato-L foram os melhores indicadores para monitorar alterações bioquímicas na intoxicação pela amônia

Twelve yearling Girolando steers never fed urea before were assigned randomly in two groups of six animals each. In both groups were administered intraruminally a single dose (0.5 g/kg BW) of extruded or prilled urea in order to induce ammonia poisoning. Plasma or serum levels of ammonia, urea, creatinine, glucose, L-lactate were determined. Hematocrit values were also recorded. Blood samples were taken before the administration of urea, at the onset of muscle tremors, at the first convulsive episode, and 240 minutes after the beginning of the urea feeding. Hyperammonemia already occured at the time of the first muscle tremors. Glucose and L-lactate levels were higher at the peak of the intoxication (convulsive episode), which were higher compared to the beginning of the experiment.Endogenous production of urea increased during the experiment due to hyperammonemia (r = 0.57), reaching peak levels at the end of the trials. Higher ammonia values lead to increased concentrations ofL-lactate, glucose, urea, creatinine and hematocrit values. These results showed that high levels of ammonia increased glyconeogenesis, anaerobic glycolysis, the endogenous synthesis of urea and the level of dehydration. L-lactate and glucose were the best variables to monitor biochemical changes in cases of ammonia poisoning

A model for cell type localization in the migrating slug of Dictyostelium discoideum based on differential chemotactic sensitivity to cAMP and differential sensitivity to suppression of chemotaxis by ammonia.

The three basic cell types in the migrating slug of Dictyostelium discoideum show differential chemotactic response to cyclic AMP (cAMP) and differential sensitivity to suppression of the chemotaxis by ammonia.The values of these parameters indicate a progressive maturation of chemotactic properties during the transdifferentiation of slug cell types.We present a model that explains the localization of the three cell types within the slug based on these chemotactic differences and on the maturation of their chemotactic properties.

Ammonia poisoning causes muscular but not liver damage in cattle

Twelve steers were intraruminally administered a high dose (0.5g/kg BW) of urea to study the damage effect of ammonia poisoning on liver and/or muscles. Blood samples were collected to determine ammonia and activities of gammaGT, AST and CK. Eleven steers were successfully poisoned and treated properly, but one succumbed. Poisoned cattle showed high concentration of ammonia, and higher activities of AST and CK. The higher the ammonia, the greater were the activities of AST (r=0.59) and CK (r=0.61). The correlation between AST and CK was high and significant (r=0.80), but not between AST and gammaGT (r=0.19). The activities of AST and CK were higher after the beginning of the convulsive episodes due to ammonia poisoning. Those results showed that occurred muscle damage instead of liver damage since CK is a typical enzyme from skeletal muscle; AST is found either in skeletal muscle and hepatocytes, while gammaGT is present in hepatic cells.

Doze novilhos foram experimentalmente intoxicados por administração intrarruminal com alta dose de uréia (0,5g/kg PV) para estudar o efeito da intoxicação por uréia sobre o fígado e/ou musculatura. Foram coletadas amostras de sangue no decorrer do experimento para determinar o teor de amônia e as atividades de gama glutamiltransferase (gamaGT), aspartato aminotransferase (AST) e creatina quinase (CK). Onze novilhos apresentaram quadro clínico típico de intoxicação por amônia, porém um animal sucumbiu. Animais intoxicados apresentaram alto teor de amônia e elevada atividade de CK e AST. Quanto mais elevados foram os teores de amônia maiores foram as atividades de AST (r=0,59) e CK (0,61). A correlação entre AST e CK foi alta e significativa (r=0,80), ocorrendo o inverso com AST e gamaGT (r=0,19). Tanto a atividade de AST como de CK aumentaram significativamente a partir dos episódios convulsivos decorrentes da intoxicação por amônia. Estes resultados indicam que ocorreu uma expressiva lesão muscular, mas não hepática, visto que a CK é uma enzima típica da musculatura estriada; e o AST encontra-se tanto na musculatura estriada como nos hepatócitos, enquanto que a gamaGT está presente somente em células hepáticas.

Effects of ammonia, nitrite and nitrate on hemoglobin content and oxygen consumption of freshwater fish, Cyprinus carpio (Linnaeus).

Lethal effects of nitrogenous compounds ammonia, nitrite and nitrate on freshwater fish Cyprinus carpio were studied and the static LC50 values obtained for these 3 toxicants for 24 hr were 0.80 ppb, 171.36 ppm; 1075.10 ppm and continuous flowthrough LC50 values for 24 hr were 0.72 ppb, 154.31 ppm; 967.63 ppm respectively. The fish were exposed to lethal concentrations to study the changes in hematological parameters and the rate of oxygen consumption. During the period of exposure general decline in the content of hemoglobin was observed. Methemoglobin content increased in case of nitrite exposure consequently the hemoglobin levels decreased drastically. It is also observed that rate of oxygen consumption decreased progressively with the increase of toxicant concentration and duration of the exposure.

Influence of sublethal ammonia toxicity on some physiological parameters of Labeo rohita (Hamilton-Buchanan) fingerlings.

Fingerlings of Labeo rohita subjected to sublethal unionized ammonia (0.132mg/l) for 30 days exhibited significant changes. Increase in haemoglobin, haematocrit, plasma cortisol, plasma glucose, plasma cholesterol and plasma lactic acid levels whereas, decrease in plasma chloride, liver and muscle glycogen, hepatosomatic index and DNA/RNA ratio of muscles with stable plasma protein was observed. Metabolic recovery was not observed within 30 days of exposure.

Experimental ammonia poisoning in cattle fed extruded or prilled urea: clinical findings

Doze garrotes Girolando, nunca alimentados com uréia, foram distribuídos em dois grupos de seis animais cada. Ambos os grupos receberam intraruminalmente dose única (0,5 g/kg PV) de uréia extrusada (G1) ou granulada (G2), para induzir quadro de intoxicação por amônia. O quadro clínico exibido pelos garrotes foi acompanhado durante 240 minutos. Além da constatação dos sinais clínicos clássicos ligados a essa intoxicação, o presente trabalho descreve a presença de três novos sinais: desidratação, hipotermia e vasos episclerais ingurgitados. Convulsão, considerada sinal definitivo, ocorreu em cinco de seis animais de cada grupo. Um garrote (G1) exibiu apenas fasciculações, enquanto outro (G2) desenvolveu quadro clínico típico, porém sem convulsão, e recuperou-se espontaneamente sem tratamento. Os surgimentos de tremores musculares, decúbito esternal e episódios convulsivos ocorreram em momentos similares em ambos os grupos, mas quando analisados conjuntamente verificou-se que foram mais tardios no G1 (p < 0,04). O 1º sinal clínico observado foi a fasciculação, seguida por apatia, hiperestesia, apoio em obstáculos, tremores musculares, atonia ruminal, incoordenação motora, decúbito esternal e lateral, desidratação leve ou severa, e convulsão. Maiores freqüências cardíacas foram detectadas na convulsão. Após a convulsão, quatro garrotes de cada grupo apresentaram hipotermia leve. Um garrote do G2 entrou em estado comatoso e sucumbiu subitamente antes que fosse iniciado o tratamento. Apesar da uréia extrusada adiar o surgimento do quadro clínico, os sinais evidenciados foram tão severos quanto os causados por uréia granulada. Ambas formas de uréia, oferecidas em altas doses são perigosas a bovinos que nunca foram alimentados com uréia.

Role of ureogenesis in tackling problems of ammonia toxicity during exposure to higher ambient ammonia in the air-breathing walking catfish Clarias batrachus.

In the present study, the possible role of ureogenesis to avoid the accumulation of toxic ammonia to a lethal level under hyper-ammonia stress was tested in the air-breathing walking catfish Clarias batrachus by exposing the fish at 25 mM NH4Cl for 7 days. Excretion of ammonia by the NH4Cl-exposed fish was totally suppressed, which was accompanied by significant accumulation of ammonia in different body tissues. The walking catfish, which is otherwise predominantly ammoniotelic, turned totally towards ureotelism from ammoniotelism with a 5- to 6-fold increase of urea-N excretion during exposure to higher ambient ammonia. Stimulation of ureogenesis was accompanied with significant increase of some of the key urea cycle enzymes such as carbamyl phosphate synthetase (urea cycle-related), argininosuccinate synthetase and argininosuccinate lyase both in hepatic and non-hepatic tissues. Due to this unique physiological strategy of turning towards ureotelism from ammoniotelism via the induced urea cycle, this air-breathing catfish is able to survive in very high ambient ammonia, which they face in certain seasons of the year in the natural habitat.

Análisis del riesgo y evaluación de consecuencias en fugas de amoníaco en plantas de refrigeración / Analysis of risk and evaluation of consequences of ammonia escapes in refrigeration plants

Se realiza un análisis del riesgo de fugas de amoníaco en plantas de refrigeración para los trabajadores y la comunidad vecina a éstas. Mediante modelos matemáticos se evalúan los riesgos que producían las fugas en los escenarios más probables y extremos, incluyendo distintas condiciones de ventilación atmosférica. En el peor caso, que correspondería al vaciado del estanque recibidor se estimó que la propagación de la nube tóxica originada podría afectar con variadas consecuencias, incluyendo las fatales, hasta una distancia de 7 km. este tipo de escenario tiene una baja probabilidad de ocurrencia, no obstante es importante de considerar en los planes de emergencia porque sus consecuencias serían catastróficas.

Dimminuição da concentração de amônia em efluente industrial de refinaria de petróleo / Concentration reduction of ammonia in undustrial oil residue of an oil refinery

A água é um dos recursos naturais mais preciosos que temos. Dela depende a sobrevivência de biotas aquáticas e terrestres diversificadas, inclusive a do próprio homem. Com o desenvolvimento industrial e ambiental das áreas urbanas, as águas continuam sendo o veículo mais disponível para o descarte dos rejeitos solúveis. Com isso, muitos dos nossos rios, córregos e também o mar recebem águas com altas cargas orgânicas e inorgânicas de diferentes fontes. A amônia é considerada uma das substâncias poluentes da água, quando em concentração superiores a 5,0 mg/L. Os resíduos da refinaria de petróleo em estudo encontram-se fora do limite permitido pelas leis ambientais brasileiras, em relaçao `a concentração de amônia. Neste trabalho, esforços foram direcionados para proporcionar a diminuição de concentração de amônia nas águas residuárias da refinaria de petróleo. O problema foi estudado em reatores de biomassa fixa e suspensa, objetivando obter o melhor desempenho da nitrificação. Os resultados, expressos em percentual de remoção de amônia, foram satisfatórios, quando se utilizou o sistema de reatores em fluxo contínuo e adição de inóculos bacterianos, diminuindo a concentração da amônia abaixo daquela exigida pela legislação vigente

Efectos asociados a exposición crónica a amoniaco industrial en un centro de desarrollo infantil en México Distrito Federal / Effects associated to chronic exposure to industrial ammonia in a child development center in Mexico City

Los maestros y los padres de familia de niños inscritos en una estancia infantil reportaron que durante los últimos dos años habían percibido, intramuros, olor a amoniaco proveniente de una fábrica de hielo adyacente. Objetivo. Determinar las concentraciones ambientales de amoniaco, y si los niños presentaban una prevalencia inusual de síntomas oculares o respiratorios. Diseño. Estudio retrospectivo de prevalencia que combina elementos de diseños de cohorte y transeccional. Contexto. Centro de Desarrollo Infantil (CENDI) del área metropolitana del D.F., mayo de 1998. Participantes. Usuarios de dos centros de desarrollo infantil, expuestos a emisiones industriales de amoniaco durante dos años y sus controles, en total 332 sujetos apareados por frecuencia. Mediciones. Evaluación clínica, frotis de moco nasal, cultivos de exudado faríngeo y evaluación del aire ambiental. Resultados. La razón de densidades incidencia de infecciones respiratorias agudas fue 6.69, y de conjuntivitis 10.95 con fracciones etiológicas de 0.85 y 0.09, respectivamente. Las prevalencias de tos, atrofia de concha (cornete) inferior, sibilancias, rinorreas, ocena, irritación ocular; descamación del epitelio nasal, monocitosis, neutrofilia fueron mayores entre los casos. Controlando el efecto del tabaquismo pasivo, los riesgos de atrofia de concha inferior, costras, rinorrea y tos, fueron mayores entre los casos con ambos factores. Conclusiones. Exposiciones crónicas a concentraciones bajas de amoniaco en el aire intramuros incrementan la prevalencia de patología ocular y nasofaríngea y podría tener el efecto inmunofarmacológico de exposiciones agudas a concentraciones superiores

Inherited metabolic disorders in Pakistan: presentation, diagnosis and outcome of congenital hyperammonemias

A total of 21 patients were admitted to Aga Khan University Hospital with suspected congenital hyperammonemias during the period 1989 to 1992,. There were 11 patients with acidosis and 10 patients were without acidosis. Prominent clinical manifestations included positive family history [76%], onset in the first week of life [67%] and neurological manifestations [76%]. Of patients with hyperammonemias and acidosis, 4 had severe metabolic acidosis with anion gap of 30mEq/L and above. Of patients with hyperammonemia without acidosis, 4 had ammonia level ranging from 1600-2000 mg/dl. Diagnosis was confirmed in only 1 patient and that was also done abroad. Overall mortality was 71%. In conclusion, these disorders are not uncommon in our country and should be suspected in all infants with above clinical or biochemical abnormalities

Toxicidade aguda da amônia no processo produtivo de pós-larvas de Penaeus paulensis Pérez-Farfante, 1967 / Acute toxicity of ammonia in the productivity process of postlarvae of Penaeus paulensis Pérez-Farfante, 1967

Larval shrimp Penaeus paulensis showed a tendency to decrease in ammonia tolerance as the larva metamorphosed from nauplius to postlarvae stage. The 24-h LC50 were 4.04, 1.70, 2.72, and 1.42mg/l NH3-N on nauplii, zoea, mysis and postlarvae, respectively. The zoea stage and the initial postlarvae substages were very susceptible to ammonia. The 96-h LC50 values on zoea and postlarvae were 0.69 mg/l and 0.32 mg/l, against 0.80 mg/l NH3-N on mysis. The eggs of Penaeus paulensis were affected by ammnia, which provoked a progressive decrease in the hatching rate and induced morphological deformities in hatched nauplii. A "safe level" of ammonia was estimated at 0.032 mg/l NH3-N on the basis of 24-h LC50 for eggs

Toxicidade aguda da amônia para Artemia sp / Acute toxicity of ammonia for Artemia sp

The acute toxicity of total ammonia-N, (NH3 + NH4+), and un-ionized ammonia-N, NH3-N, on newly hatched Artemia mauplii and Artemia adults was measured in 24, 48, 72, and 96-h semistatic bioassayssystem. There was a significant difference (p < 0.05) in medial lethal concentrations (LC50) obtained during the tests. The LC50 values on nauplii ranged from 650 mg/l, in 24-h, to 399,1 mg/l total ammonia-N, in 96-h, while the LC50 values on adults ranged from 1290.4 mg/l to 600.5 mg/l total ammonia-N, in the same period. Two methods for calculations of un-ionized ammonia toxicity are analyzed and discussed

Riscos químicos e toxicológicos de algumas substâncias utilizadas em laboratórios / Chemical and toxicological risks of some substances used in the laboratory

A segurança em laboratório se fundamenta no conhecimento das caracteristícas físico-químicas, na toxicocinética e/ou principais açöes e efeitos tóxicos das substâncias mais comumente utilizadas, como diversos solventes orgânicos, o ácido sulfúrico, a amônia e o hidróxido de sódio. É importante também, conhecer-se quais säo os riscos e os cuidados que se deve tomar no armazenamento e manuseio destes materiais e as medidas de primeiros socorros nos casos de exposiçäo excessiva.

Influence of industrial pollutants on thyroid function in Channa punctatus (Bloch).

A 30 day exposure of C. punctatus to sublethal levels of phenol, ammonia, mercuric chloride, cadmium chloride and a mixture of the four resulted in an overall activation of guaiacol peroxidase and depression of iodide peroxidase (IPOD) activity and blood T4 titre. Interestingly enough, in case of 15 day ammonia and 1 day mercury exposures, an increase of IPOD activity was accompanied by a decrease in T4 titre. In general, phenol, mercury, cadmium and the mixture of pollutants were found to inhibit LP activity by 56% to 85% while ammonia inhibited lysosomal protease (LP) activity by 70%. Alterations in acid phosphatase (AP) activity indicate changes in the lysosomal membrane characteristics caused by these toxicants. Considering the concomitant alterations in IPOD, T4, LP and AP it is surmised that thyroid function in C. punctatus is influenced by the pollutants by two pathways, one via IPOD pathway affecting T4 synthesis and the other via lysosomal pathway affecting T4 release.