Role of climatic factors in the toxicity of fipronil toward earthworms in two tropical soils: effects of increased temperature and reduced soil moisture content.

The aim of this study was to assess the effect of temperature on the toxicity of fipronil toward earthworms (Eisenia andrei) in two Brazilian soils (Entisol and Oxisol) with contrasting textures. In the case of Entisol, the influence of soil moisture content on toxicity was also investigated. Earthworms were exposed for 56 days to soils spiked with increasing concentrations of fipronil (8.95, 19.48, 38.22, 155.61, and 237.81 mg kg-1 for Entisol; 12.99, 27.94, 48.42, 204.67, and 374.29 mg kg-1 for Oxisol) under scenarios with different combinations of temperature (20, 25 and 27 °C) and soil moisture content (60 and 30% of water holding capacity (WHC) for Entisol and 60% WHC for Oxisol). The number of juveniles produced was taken as the endpoint, and a risk assessment was performed based on the hazard quotient (HQ). In Entisol, at 60% WHC the fipronil toxicity decreased at 27 °C compared with the other temperatures tested (EC50 = 52.58, 48.48, and 110 mg kg-1 for 20, 25, and 27 °C, respectively). In the case of Oxisol at 60% WHC, the fipronil toxicity increased at 27 °C compared with other temperatures (EC50 = 277.57, 312.87, and 39.89 mg kg-1 at 20, 25, and 27 °C, respectively). An increase in fipronil toxicity was also observed with a decrease in soil moisture content in Entisol at 27 °C (EC50 = 27.95 and 110 mg kg-1 for 30% and 60% WHC, respectively). The risk of fipronil was only significant at 27 °C in Entisol and Oxisol with water contents of 30% and 60% WHC, respectively, revealing that higher temperatures are able to increase the risk of fipronil toxicity toward earthworms depending on soil type and soil moisture content. The results reported herein show that soil properties associated with climatic shifts could enhance the ecotoxicological effects and risk of fipronil for earthworms, depending on the type of soil.

Ecotoxicity test as an aid in the determination of copper guideline values in soils / Ensaios de ecotoxicidade como auxílio na determinação de valores orientadores de cobre em solos

The process of identifying a contaminated area involves a preliminary assessment consisting of chemical analysis and comparison with guideline values. In Brazil, these values are included in the CONAMA Resolution no. 420/2009, based on chemical analysis and phytotoxicity. The objective of this research was to evaluate the ecotoxicity of copper in two natural soils in the state of Rio de Janeiro, a Haplic Planosol (sandy) and a Red-Yellow Argisol (medium texture), to verify if the values established by the legislation offer protection to the soil fauna. Lethality and reproduction tests were performed with Eisenia andrei worms and Folsomia candida springtails. Results indicated copper values in Planosol as LC50 435 mg kg 1 and EC50 29 mg kg 1 for E. Andrei and LC10 137 mg kg 1 and EC50 117 mg kg 1 for F. candida. In Argisol, these results were LC50 690 mg kg 1 and EC50 61 mg kg 1 for E. andrei, and LC10 42 mg kg 1 and EC50 138 mg kg 1 for F. candida. Values reported are lower than the research value (200 mg kg-1) established by the CONAMA resolution 420/09, indicating that concentrations lower than the limit values may affect these organisms, depending on the type of soil. Worms were more sensitive than springtails to copper contamination, and sandy soil was more susceptible to ecotoxicity due to copper contamination, probably due to the greater bioavailability of the metal. Results of such ecotoxicity tests should be considered in the development of soil guideline values.(AU)

O processo de identificação de uma área contaminada envolve uma avaliação preliminar que consiste em análise química e comparação com valores orientadores. No Brasil, esses valores constam na Resolução CONAMA no 420/2009, baseados em análises químicas e fitotoxicidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ecotoxicidade do cobre em dois solos naturais do Estado do Rio de Janeiro, um Planossolo Háplico (arenoso) e um Argissolo Vermelho-Amarelo (textura média), para verificar se os valores estabelecidos pela legislação oferecem proteção à fauna do solo. Foram realizados ensaios de letalidade e de reprodução com minhocas da espécie Eisenia andrei e com colêmbolos da espécie Folsomia candida. Os resultados indicaram no Planossolo valores de cobre para E. andrei de CL50 435 mg kg-1 e CE50 29 mg kg-1 e para F. candida CL10 137 mg kg-1 e EC50 117 mg kg-1. No Argissolo esse resultado foi para E. andrei CL50 690 mg kg-1 e CE50 61 mg kg-1, e para F. candida CL10 42 mg kg-1 e CE50 138 mg kg-1. Os valores encontrados são menores que o valor de investigação (200 mg kg-1) estabelecidos pela resolução 420/09 do CONAMA, indicando que concentrações menores do que os valores-limite podem afetar esses organismos, a depender do tipo de solo. As minhocas mostraram-se mais sensíveis que os colêmbolos à contaminação por cobre, e o solo arenoso mostrou-se mais suscetível a apresentar ecotoxicidade diante de uma contaminação por cobre, devida, provavelmente, à maior biodisponibilidade do metal. Os ensaios de ecotoxicidade devem ser considerados no desenvolvimento de valores orientadores para solos.(AU)

Ecotoxicity test as an aid in the determination of copper guideline values in soils / Ensaios de ecotoxicidade como auxílio na determinação de valores orientadores de cobre em solos

ABSTRACT: The process of identifying a contaminated area involves a preliminary assessment consisting of chemical analysis and comparison with guideline values. In Brazil, these values are included in the CONAMA Resolution no. 420/2009, based on chemical analysis and phytotoxicity. The objective of this research was to evaluate the ecotoxicity of copper in two natural soils in the state of Rio de Janeiro, a Haplic Planosol (sandy) and a Red-Yellow Argisol (medium texture), to verify if the values established by the legislation offer protection to the soil fauna. Lethality and reproduction tests were performed with Eisenia andrei worms and Folsomia candida springtails. Results indicated copper values in Planosol as LC50 435 mg kg 1 and EC50 29 mg kg 1 for E. Andrei and LC10 137 mg kg 1 and EC50 117 mg kg 1 for F. candida. In Argisol, these results were LC50 690 mg kg 1 and EC50 61 mg kg 1 for E. andrei, and LC10 42 mg kg 1 and EC50 138 mg kg 1 for F. candida. Values reported are lower than the research value (200 mg kg-1) established by the CONAMA resolution 420/09, indicating that concentrations lower than the limit values may affect these organisms, depending on the type of soil. Worms were more sensitive than springtails to copper contamination, and sandy soil was more susceptible to ecotoxicity due to copper contamination, probably due to the greater bioavailability of the metal. Results of such ecotoxicity tests should be considered in the development of soil guideline values.

RESUMO: O processo de identificação de uma área contaminada envolve uma avaliação preliminar que consiste em análise química e comparação com valores orientadores. No Brasil, esses valores constam na Resolução CONAMA no 420/2009, baseados em análises químicas e fitotoxicidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ecotoxicidade do cobre em dois solos naturais do Estado do Rio de Janeiro, um Planossolo Háplico (arenoso) e um Argissolo Vermelho-Amarelo (textura média), para verificar se os valores estabelecidos pela legislação oferecem proteção à fauna do solo. Foram realizados ensaios de letalidade e de reprodução com minhocas da espécie Eisenia andrei e com colêmbolos da espécie Folsomia candida. Os resultados indicaram no Planossolo valores de cobre para E. andrei de CL50 435 mg kg-1 e CE50 29 mg kg-1 e para F. candida CL10 137 mg kg-1 e EC50 117 mg kg-1. No Argissolo esse resultado foi para E. andrei CL50 690 mg kg-1 e CE50 61 mg kg-1, e para F. candida CL10 42 mg kg-1 e CE50 138 mg kg-1. Os valores encontrados são menores que o valor de investigação (200 mg kg-1) estabelecidos pela resolução 420/09 do CONAMA, indicando que concentrações menores do que os valores-limite podem afetar esses organismos, a depender do tipo de solo. As minhocas mostraram-se mais sensíveis que os colêmbolos à contaminação por cobre, e o solo arenoso mostrou-se mais suscetível a apresentar ecotoxicidade diante de uma contaminação por cobre, devida, provavelmente, à maior biodisponibilidade do metal. Os ensaios de ecotoxicidade devem ser considerados no desenvolvimento de valores orientadores para solos.