Nuclear and morpho-histopathological alterations in Astyanax altiparanae exposed to effluent from the process of anodizing aluminum.

Aluminum is a metal widely used from household utensils to civil construction. Anodizing aluminum is a procedure to form a thick layer of aluminum oxide on the surface in order to confer greater resistance to the material. This process generates an effluent with acidic pH and a high concentration of sulfate. Alternatives for the treatment of this effluent involve the use of the chemical precipitation technique, which can be used with salts of barium chloride (BaCl2), calcium chloride (CaCl2), and aluminum hydroxide with commercial limestone (Cc/Al (OH)3). The objective of this study was to evaluate the toxicity of effluents on Astyanax altiparanae (Lambari), by means of somatic, genetic, morphological, and histological markers after 24 and 96 h of exposure. After measuring the biometric data of the animals and the weight of the liver, we found that the condition factor (K) of individuals exposed to the effluent CaCl2 showed a slight reduction in growth after 96 h while the hepatosomatic index (HSI) remained unchanged for all effluents in both sampling times. The micronucleus test with erythrocytes indicated that the raw effluent (E2) induced nuclear changes after 24 h; however, this effect did not persist after 96 h of exposure. Branchial arches were collected and according to Bernet's index for histopathology, all effluents except Cc/Al (OH)3, induced significant changes in the gills. In accordance with the index of Poleksic and Mitrovic-Tutundzic, CaCl2 was the only effluent to compromise branchial operation. The branchial morphology investigated by SEM showed that the raw effluent (E1) induced injuries and compromised gill functions. This study reinforces the importance of biological tests for the assessment and validation of physical chemicals used and effluent treatment techniques as well as the development and application of biological parameters before the wastewater release, whether in a raw state or a treated one.

Gill and hepatic histological alterations in Sciades herzbergii resulting from trace element contamination in the Port of São Luiz, Brazil / Alterações histológicas branquiais e hepáticas em Sciades herzbergii resultantes da contaminação por elementos traços no Porto de São Luís, Brasil

Abstract The objective of this study was to evaluate, through changes in the gills and livers of Sciades herzbergii, the environmental contamination to which estuarine organisms are exposed in two areas in São Marcos Bay - MA. Two collection areas located in São Marcos Bay were selected for this study: A1, an area close to the Port Complex, and A2, an area on Caranguejos Island (included in the Environmental Protection Area of Baixada Maranhense). Collections were carried out during rainy and dry periods. Sediments (for trace element analyses), surface water (for physico-chemical analyses), and specimens of S. herzbergii (for biometric measurements and identification of branchial and hepatic histopathology) were collected. Physico-chemical parameters (pH, dissolved oxygen, temperature and salinity) were within limits established by Brazilian legislation. Arsenic (in A1) and nickel (in A1 and A2) were above the legal standards in both periods. The highest percentage of histological alterations in the gills (aneurysms, lamellar fusion and detachment of the epithelium) occurred in the port area, in the rainy (93%) and dry (74%) periods. Liver alterations (melanomacrophage centers and necrosis) occurred only in specimens from the same area, in the rainy (41%) and dry (36%) periods. The highest histological indices of gill and liver changes were recorded in A1. This result was further supported by the total HI value of the lesions, which was higher in the port area compared to A2 (less impacted area), suggesting that the environmental conditions in that location are less favorable for the well-being of these organisms. Permanent environmental monitoring of the area is necessary to control environmental impacts efficiently.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar, por meio de alterações nas brânquias e fígados de Sciades herzbergii, a contaminação ambiental a que os organismos estuarinos estão expostos em duas áreas da Baía de São Marcos - MA. Para este estudo foram selecionadas duas áreas de coleta localizadas na Baía de São Marcos: A1, área próxima ao Complexo Portuário, e A2, área na Ilha dos Caranguejos (incluída na Área de Proteção Ambiental da Baixada Maranhense). As coletas foram realizadas nos períodos chuvoso e seco. Foram coletados sedimentos (para análises de elementos traço), águas superficiais (para análises físico-químicas) e espécimes de S. herzbergii (para medidas biométricas e identificação de histopatologia branquial e hepática). Os parâmetros físico-químicos (pH, oxigênio dissolvido, temperatura e salinidade) estiveram dentro dos limites estabelecidos pela legislação brasileira. Arsênio (em A1) e níquel (em A1 e A2) estiveram acima dos padrões legais em ambos os períodos. A maior porcentagem de alterações histológicas nas brânquias (aneurismas, fusão lamelar e descolamento do epítélio) ocorreu na área portuária, nos períodos chuvoso (93%) e seco (74%). As alterações hepáticas (centros de melanomacrófagos e necrose) ocorreram apenas nos espécimes dessa mesma área, nos períodos chuvoso (41%) e seco (36%). Os maiores índices histológicos de alterações branquiais e hepáticas foram registrados em A1. Esse resultado foi ainda corroborado pelo valor de IH total das lesões, que foi maior na área portuária em comparação com A2 (área menos impactada), sugerindo que as condições ambientais naquele local são menos favoráveis ao bem-estar desses organismos. O monitoramento ambiental permanente da área é necessário para controlar os impactos ambientais de forma eficiente.

Histological biomarkers and biometric data on trahira Hoplias malabaricus (Pisces, Characiformes, Erythrinidae): a bioindicator species in the Mearim river, Brazilian Amazon / Biomarcadores histológicos e dados biométricos da traíra Hoplias malabaricus (Pisces, Characiformes, Erythrinidae): uma espécie bioindicadora no rio Mearim, Amazônia Brasileira

The objective of this study was to evaluate the levels of environmental contamination in a protected area in the Brazilian Amazon. For this, two areas were chosen along the Mearim River: the reference area (A1) and the potentially contaminated area (A2), where water samples were collected, for physicochemical and microbiological analyses, as well as specimens of Hoplias malabaricus, for the evaluation of biometric data and incidence of branchial lesions. The physicochemical analyzes of the water from both areas showed contamination (low levels of dissolved oxygen, tubidity and high iron concentrations, especially in A2). The microbiological analyzes showed that all water samples showed total coliform values higher than those acceptable by CONAMA and WHO (with higher values in A2), in addition to E. coli values higher than those allowed by legislation in A2. Regarding biometric data, male and female fishes were significantly longer and heavier in A1 during the dry and rain seasons and the gonadosomatic index also showed higher values in A1 than in A2 in both seasons. H. malabaricus showed gill lesions of minimal to moderate pathological importance in A1 and A2, indicating that specimens from both areas of the Mearim River showed biological responses to contamination. The observed changes in the water quality, bimetic parameters and the histological analyzes of the specimens of H. malabaricus directly reflect on the quality and health of the fishes in the Mearim River, and point to the urgent need for prevention and remediation of contamination in these ecosystems.

O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis de contaminação ambiental em uma área protegida na Amazônia brasileira. Para isso, foram escolhidas duas áreas ao longo do rio Mearim: a área de referência (A1) e a área potencialmente contaminada (A2), onde foram coletadas amostras de água, para análises físico-químicas e microbiológicas, além de espécimes de Hoplias malabaricus, para avaliação de dados biométricos e incidência de lesões branquiais. As análises físico-químicas da água de ambas as áreas mostraram contaminação (baixos níveis de oxigênio dissolvido, turbidez e altas concentrações de ferro, principalmente em A2). As análises microbiológicas mostraram que todas as amostras de água apresentaram valores de coliformes totais superiores aos aceitáveis ​​pelo CONAMA e OMS (com valores superiores em A2), além de valores de E. coli superiores aos permitidos pela legislação em A2. Em relação aos dados biométricos, os peixes machos e fêmeas foram significativamente maiores e mais pesados ​​em A1 durante as estações seca e chuvosa e o índice gonadossomático também apresentou valores maiores em A1 do que em A2 em ambas as estações. H. malabaricus apresentaram lesões branquiais de importância patológica mínima a moderada em A1 e A2, indicando que espécimes de ambas as áreas do rio Mearim apresentaram respostas biológicas à contaminação. As mudanças observadas na qualidade da água, nos parâmetros biométricos e nas análises histológicas dos espécimes de H. malabaricus refletem diretamente na qualidade e saúde dos peixes do Rio Mearim, e apontam para a necessidade urgente de prevenção e remediação da contaminação desses ecossistemas.

Biochemical and morphological responses in Ucides cordatus (Crustacea, Decapoda) as indicators of contamination status in mangroves and port areas from northern Brazil.

The aims of this study were to analyze biochemical and morphological responses (glutathione S-transferase activity and branchial lesions) in Ucides cordatus (crabs) and to verify how the species is responding to environmental contamination in a port (potentially contaminated area) and mangrove (reference area; Amazon Coast, Maranhão, Brazil). Adult males were captured bimonthly for a period of 1 year. Higher GST activity (1.03 ± 0.07 µmol min-1 mg protein-1) was observed in crabs in the port when compared with those in the reference area (p < 0.05). The greatest number of branchial lesions (serious alterations) was recorded in crabs only in the port area. The GST activity increased until serious lesions appeared; after this limit, GST activity decreased dramatically to very low levels, thus resulting in irreversible lesions (lamella collapse). The mathematical model based on the two parameters evaluated in U. cordatus showed that the port area experienced substantial contamination impact, while the mangroves (reference area) presented moderate environmental quality.

Biomarcadores histológicos em brânquias de Sciades herzbergii (Siluriformes, Ariidae) capturados no Complexo Estuarino de São Marcos, Maranhão / Histological biomarkers in gills of Sciades herzbergii (Siluriformes, Ariidae) caught in the Estuarine Complex of São Marcos, Maranhão

Neste estudo, objetivou-se avaliar a qualidade ambiental de duas áreas do complexo estuarino de São Marcos, utilizando-se as alterações branquiais em Sciades herzbergii como biomarcadores de contaminação aquática. Foram realizadas coletas no período de estiagem (setembro/dezembro de 2015) e no período chuvoso (março/junho de 2016). Foram capturados 40 exemplares de S. herzbergii em dois locais distintos do complexo estuarino: A1) Porto do Itaqui Bacanga (área potencialmente impactada); A2) Igarapé do Puca, Alcântara (área controle). Foram registradas as variáveis abióticas: salinidade, temperatura, pH e oxigênio dissolvido. No laboratório, as brânquias de cada espécime foram fixadas em formol a 10% e mantidas em álcool a 70% até a execução da técnica histológica usual. As alterações branquiais identificadas nos peixes da área potencialmente contaminada foram: deslocamento do epitélio (DE), congestão (CO), aneurisma (AN), fusão lamelar (FL), hiperplasia (HI), dilatação capilar (DC), necrose (NE) e proliferação de células epiteliais (PCE). As alterações na região controle foram: deslocamento do epitélio (DE), fusão lamelar (FL), necrose (NE) e proliferação de células epiteliais (PCE). As alterações branquiais foram mais frequentes na região portuária (84%) do que na região controle (16%). Esses resultados indicam que os peixes da área potencialmente contaminada estão apresentando respostas biológicas ao estresse local.(AU)

This study aimed to compare an environmental quality of two areas of the estuarine complex of São Marcos using gills of changes in Sciades herzbergii as biomarkers of aquatic contamination. Samples were made during the dry season (September/ December 2015) and rainy season (March/ June 2016). They were captured 40 specimens of S. herzbergii at two different points of the estuarine complex: A1) Itaqui port (potentially contaminated area); A2) Igarapé do Puca, Alcântara (control area). Abiotic variables were recorded: salinity, temperature, pH and dissolved oxygen. In the laboratory, the gills of each species were fixed in 10% formaldehyde and kept in 70% alcohol until the usual histological technique was performed. The gill alterations identified in the fish of the potentially contaminated area were: epithelial displacement (DE), congestion (CO), aneurysm (AN), lamellar fusion (FL), hyperplasia (HI), capillary dilation (DC), necrosis and epithelial cell proliferation (PCE). The changes in the control region were: epithelial displacement (DE), lamellar fusion (FL), necrosis (NE) and epithelial cell proliferation (PCE). Gill alterations were more frequent in the port region (84%) than in the control region (16%). These results indicate that fish from the potentially contaminated area are presenting biological responses to local stress.(AU)

Biomarcadores histológicos em brânquias de Sciades herzbergii (Siluriformes, Ariidae) capturados no Complexo Estuarino de São Marcos, Maranhão / Histological biomarkers in gills of Sciades herzbergii (Siluriformes, Ariidae) caught in the Estuarine Complex of São Marcos, Maranhão

Neste estudo, objetivou-se avaliar a qualidade ambiental de duas áreas do complexo estuarino de São Marcos, utilizando-se as alterações branquiais em Sciades herzbergii como biomarcadores de contaminação aquática. Foram realizadas coletas no período de estiagem (setembro/dezembro de 2015) e no período chuvoso (março/junho de 2016). Foram capturados 40 exemplares de S. herzbergii em dois locais distintos do complexo estuarino: A1) Porto do Itaqui Bacanga (área potencialmente impactada); A2) Igarapé do Puca, Alcântara (área controle). Foram registradas as variáveis abióticas: salinidade, temperatura, pH e oxigênio dissolvido. No laboratório, as brânquias de cada espécime foram fixadas em formol a 10% e mantidas em álcool a 70% até a execução da técnica histológica usual. As alterações branquiais identificadas nos peixes da área potencialmente contaminada foram: deslocamento do epitélio (DE), congestão (CO), aneurisma (AN), fusão lamelar (FL), hiperplasia (HI), dilatação capilar (DC), necrose (NE) e proliferação de células epiteliais (PCE). As alterações na região controle foram: deslocamento do epitélio (DE), fusão lamelar (FL), necrose (NE) e proliferação de células epiteliais (PCE). As alterações branquiais foram mais frequentes na região portuária (84%) do que na região controle (16%). Esses resultados indicam que os peixes da área potencialmente contaminada estão apresentando respostas biológicas ao estresse local.(AU)

This study aimed to compare an environmental quality of two areas of the estuarine complex of São Marcos using gills of changes in Sciades herzbergii as biomarkers of aquatic contamination. Samples were made during the dry season (September/ December 2015) and rainy season (March/ June 2016). They were captured 40 specimens of S. herzbergii at two different points of the estuarine complex: A1) Itaqui port (potentially contaminated area); A2) Igarapé do Puca, Alcântara (control area). Abiotic variables were recorded: salinity, temperature, pH and dissolved oxygen. In the laboratory, the gills of each species were fixed in 10% formaldehyde and kept in 70% alcohol until the usual histological technique was performed. The gill alterations identified in the fish of the potentially contaminated area were: epithelial displacement (DE), congestion (CO), aneurysm (AN), lamellar fusion (FL), hyperplasia (HI), capillary dilation (DC), necrosis and epithelial cell proliferation (PCE). The changes in the control region were: epithelial displacement (DE), lamellar fusion (FL), necrosis (NE) and epithelial cell proliferation (PCE). Gill alterations were more frequent in the port region (84%) than in the control region (16%). These results indicate that fish from the potentially contaminated area are presenting biological responses to local stress.(AU)