Ecotoxicological risk assessment due to the presence of bisphenol A and caffeine in surface waters in the Sinos River Basin - Rio Grande do Sul - Brazil

ABSTRACT

Abstract Bisphenol A (BPA) is an emerging contaminant, regularly detected in aquatic ecosystems, considered as an endocrine disrupting compound (EDC). Caffeine is another chemical related to human activity, often found in surface waters. The objective of this study was to evaluate the ecotoxicological risk due to BPA and caffeine in water samples from the Sinos River basin, Rio Grande do Sul, Brazil. Water samples were collected at three sites monthly from May 9 th, 2016 to April 11th, 2017 (n = 36). BPA concentrations in water samples collected were in the range of not detected to 517 ng L-1 and caffeine concentrations in the range of 41.7 to 28,439.6 ng L-1. The concentration of BPA in the analyzed samples had a moderate correlation with caffeine (rs = 0.402). High ecotoxicological risk for BPA was characterized in 77.77% of samples, with 11.11% presenting medium and 11.1% presenting low risk. For caffeine 13.9%, 50% and 36.11% of the samples presented high, medium and low risk, respectively. Caffeine concentrations in water can be used as predictors of BPA concentrations above 10 ng L-1, the lower concentration of ecotoxicological risk, with specificity of 66.7% and sensitivity of 70.4%. The assessment of aquatic risks has shown that both investigated compounds pose risks to organisms in the studied surface waters, mouth of the Pampa stream, mouth of the Luiz Rau stream and catchment point for public supply in Lomba Grande.

RESUMO

Resumo Bisfenol A (BPA) é um contaminante emergente regularmente detectado em ecossistemas aquáticos, é considerado um agente modificador endócrino (EDC). Além disso, outro produto químico relacionado com atividade humana, encontrado com frequência nas águas superficiais, é a cafeína. O objetivo deste estudo foi avaliar a ocorrência de risco ecotoxicológico devido a BPA e cafeína em amostras de água da Bacia Hidrográfica do Rio Sinos, Rio Grande do Sul, Brasil. Foram coletadas amostras de água em três locais mensalmente no período de 9 de maio de 2016 a 11 de abril de 2017 (n = 36). As concentrações de BPA em amostras de água coletadas estavam na faixa de não detectada a 517 ng L-1 e concentrações de cafeína na faixa de 41,7 a 28,439,6 ng L-1. A concentração de BPA nas amostras analisadas apresentou correlação moderada com a cafeína (rs = 0,402). Alto risco ecotoxicológico para BPA foi caracterizado em 77,77% das amostras, com 11,11% apresentando médio e 11,1% apresentando baixo risco. Para cafeína 13,9%, 50% e 36,11% das amostras apresentaram risco alto, médio e baixo, respectivamente. Concentrações de cafeína em água podem ser utilizadas como preditoras de concentrações de BPA acima de 10 ng L-1, menor concentração de risco ecotoxicológico, com especificidade de 66,7% e sensibilidade de 70,4%. A avaliação dos riscos aquáticos revelou que ambos os compostos investigados representam risco para os organismos nas águas superficiais estudadas, foz do arroio Pampa, foz do arroio Luiz Rau e ponto de captação para abastecimento público em Lomba Grande.