effetti ecotossicologici di biocidi contenuti in pitture ... · "l'ecotossicologia studia...

CRIAcq Università di Napoli “Federico II”

Effetti ecotossicologici di biocidi contenuti in pitture antivegetative

Sil i BSilvia Buono

Dafforn et al., 2011

Irgarol Diuron Rame

"L'Ecotossicologia studia glieffetti tossici degli agentichimici e fisici sugli organismiviventi, in particolare supopolazioni e comunità

Analisi biologichepopolazioni e comunità,all'interno di definiti ecosistemi;essa comprende anche lo studiodelle modalità di diffusione diquesti agenti e le loro interazionicon l'ambiente"con l ambiente

Tossicità acuta Tossicità cronica

Ambiente marino

Tempo di dimezzamento in acqua di mare compreso tra 100 e 350 giorni(Okamura et al., 1999, Thomas et al., 2002).Inibitore del PS II .organismi fotosintetici NOEL: 0 025 µg/l

IrgarolSolubilità 7 mg/L.

organismi fotosintetici NOEL: 0.025 µg/l organismi non fotosintetici NOEL: 4 µg/l(pesci)

DiuronS l bilità 35 /l

Sembra sia praticamente stabile in acqua di mare e cominci adegradare nel sedimento marino, in condizioni anaerobiche (Okamura,2002; Thomas, 2001).I ibit d ll f t i t iSolubilità 35 mg/l. Inibitore della fotosintesi.organismi fotosintetici NOEL: 15 µg/lorganismi non fotosintetici NOEL: 1mg/l(echinodermi)

Rame

(echinodermi)

Inibitore delle pompe ioniche.Acceleratore produzione toxic Reactive Oxygen Species

Ossido rameoso (Cu2O), tiocianato di rame (CuSCN), rame metallico.

Acceleratore produzione toxic Reactive Oxygen Species.Causa necrosi dei tessuti ad elevate concentrazioni.Concentrazione in ambiente marino: 0,13 – 9,5 µg/l. organismi fotosintetici NOEL: 1 µg/lorganismi fotosintetici NOEL: 1 µg/lorganismi non fotosintetici NOEL: 5 µg/l(crostacei)

Cisti

Artemia salina

Cisti

Artemia salinaSchiusa

Vibrio fischeri

Nauplii età < 24hNauplii età < 24h Microtox(UNI EN ISO 11348:2009)

Mi l 96h th i hibiti t tMicroalgae: 96h growth inhibition test

Isochrysis galbana

Dunaliella tertiolecta

Tetraselmis suecica

Esposizione

Isochrysis galbana Tetraselmis suecica

(Dvorak, 1995, 1999; Vanhaecke and Persoone, 1981)

p

(US. EPA-600/9-78-018., Sbrilli et al, 2000; IRSA, 1978).

Tipi di test - endpointsp pEmbriotossicità

(Pagano et al., 1986; U. S. EPA, 1995)

Endpoints

Sviluppo embrionaleFrequenza tipo di malformazione

Paracentrotus lividus

Spermiotossicità (Pagano et al. 1986, modificato)

Capacità fecondante

( g )

Capacità fecondanteQualità della progenieEndpoints

Test Embriotossicità ( EPA, 1995)

KCl 1M FecondazioneEsposizione 48h, 18°C

Verifica e selezione

Raccolta uovaEmissione gameti

Raccolta uova

e

Spermi


Sviluppo regolare

Anomalie di sviluppopp

Patologici tipo 2

Patologici tipo 1g p

Irgarol (mg/L) Diuron (mg/L)

Test organism EC50 LOEC NOEC EC50 LOEC NOEC

Vibrio fischeri 5 min >45 2.81 1.41 73.12 22.50 11.25

Dunaliella tertiolecta 0.40±0.03a 0.32a 0.13a 1.98±0.09a 1.25a 0.62a

Tetraselmis suecica 0.56±0.17a 0.40a 0.31a 2.05±0.18a 2.50a 1.25a

Isochrysis galbana 0.45±0.02a 0.31a 0.08a 3.36±0.24a 5.00a 2.50a

Artemia salina >15.00 15.00 10.00 15.61±0.38 10.00 7.50

Paracentrotusli id

spermiotox 0.99±0.69 0.01 <0.01 2.39±0.21 0.5 0.25

lividus embriotox 9.04±0.45 0.50 0.10 5.09±0.45 1 0.5

a μg l-1

Effetti tossici di Diuron, Irgarol e Rame Paracentrotus lividus

Test NOEL LOEL EC50 TU


Test NOEL (mg/L)

LOEL (mg/L)

EC50(mg/L)

TU(1/EC50)

DIURON Embriotossicità 0.25 0.5 2.39±0.21 0,41

Spermiotossicità 0 5 1 5 09±0 45 0 19Spermiotossicità 0.5 1 5.09±0.45 0,19

IRGAROL Embriotossicità <0.01 0.01 0.99±0.69 1,01

Spermiotossicità 0 10 0 5 9 04±0 45 0 11Spermiotossicità 0.10 0.5 9.04±0.45 0,11

RAME Embriotossicità 0.010 0.025 0.046±0 21,74

Spermiotossicità 0.005 0.010 0.018±0 55,55

embriotossicità spermiotossicitàembriotossicità spermiotossicità100

Rame

100

Rame

50

Irgarol

ffetto 50

Diuron

effe

tto

Diuron

% e

Irgarol

% e

0,01 0,1 1 100

concentrazione (mg/l)1E-3 0,01 0,1 1 10

0

concentrazione (mg/l)

Tra le tre sostanze testate il rame risulta essere il più tossico, seguito da Irgarol eDiuron.

Nel caso degli erbicidi testati gli embrioni sono i più sensibili ciò non accade per il

Esiste una differente sensibilità tra i due tipi di test anche in dipendenza dallesostanze testate.Nel caso degli erbicidi testati gli embrioni sono i più sensibili, ciò non accade per ilrame.

Modelli predittivi della tossicità in miscela

Indipendent Action(Bliss, 1939)

Concentration Addition(Loewe and Muischnek, 1926)

1n

i

i

ECxc

1

1

n

i

imix

ECxpECx

1i iECx 1

i iECx

similarily acting dissimilarily acting

same target site different target sites

Miscele equitossiche Miscele non equitossiche

NOEL EC50 Rame + NOELs

EC50 Irgarol + NOELsLOEL EC50 Irgarol + NOELs

EC50 Diuron + NOELs

LOEL

EC50

S i t i ità E b i t i itàSpermiotossicità Embriotossicità

60

80

100

i

NOEL

0

20

40

60%

ano

rmal

Miscele equitossiche:Embriotossicità

0 Irgarol Diuron Rame Osservato IA CA

80

100 LOEL

I modelli previsionali benrappresentano i dati osservati20

40

60

80

% a

norm

ali

rappresentano i dati osservatinel caso di miscele NOEL edEC50. Per le miscele LOELentrambi i modelli sottostimano

0

20

Irgarol Diuron Rame Osservato IA CA

entrambi i modelli sottostimanoil valore osservato.

60

80

100

orm

ali

EC50

0

20

40

I ga ol Di on Rame Osse ato IA CA

% a

no


80

100

o

NOEL

0

20

40

60

%

effe

tto

Miscele equitossiche:Spermiotossicità

LOEL100


SpermiotossicitàIn nessun caso i modelliprevedono la tossicità della40

60

80

% e

ffet

to

prevedono la tossicità dellamiscela. Nel caso di NOEL edEC50 si ha una sovrastima, peril LOEL si ha una sottostima

0

20

Irgarol Diuron Rame Ossevato IA CA

il LOEL si ha una sottostima.

60

80

100

tto

EC50

0

20

40

60

% e

ffet

0Irgarol Diuron Rame Osservato IA CA

NOEL Irgarol + NOEL Diuron + EC50 Rame100

20

40

60

80

% a

norm

ali

Miscele non equitossiche:

0Irgarol Diuron Rame Osservato IA CA

NOEL Rame + NOEL Irgarol + EC50 Diuron

EmbriotossicitàEntrambi i modelli non

d i l i ti40

60

80

100

anor

mal

i

prevedono i valori osservatisottostimando nel caso dimiscele con EC50 Rame e

0

20

40


% a

sovrastimando nel caso diEC50 dei biocidi organici

NOEL Rame + NOEL Diuron + EC50 Irgarol

80

100

mal

i

0

20

40

60

% a

norm


NOEL Irgarol + NOEL Diuron + EC50 Rame

80

100

20

40

60

% e

ffet

to

Miscele non equitossiche:Spermiotossicità

NOEL Rame + NOEL Diuron + EC50 Irgarol100


Spermiotossicità

Il modello CA ben prevede latossicità nel caso di miscela40

60

80

100

effe

tto

tossicità nel caso di miscelacon EC50 del Rame; nei casidi EC50 dei biocidi organici viè i d ll i i à

0

20

40


%

è una sovrastima della tossicitàdai modelli applicati.

ga o u o a e Osse a o C

NOEL Rame + NOEL Irgarol + EC50 Diuron

80

100

20

40

60

% e

ffet

to


Miscele equitossiche CA IA Nelle miscele di eguale tossicità ali lli di NOEL d EC50 l

Nelle miscele non equitossichel’ li i d i d lli ditti i tti

I modelli CA ed IA prevedono valori dit i ità i ili tt tt l di

EmbriotossicitàMix NOEL = +Mix LOEL - -Mi EC50

Conclusioni

livelli di NOEL ed EC50 laembriotossicità viene ben prevista; per laspermiotossicità ciò non accade, la

l’applicazione dei modelli predittivi ottieneun valore protettivo (“worste case”) nei casidi presenza di biocidi organici a livello di

tossicità simili, soprattutto nel caso dimiscele equitossiche.

Mix EC50 = =

Spermiotossicità

Mix NOEL + +Mix LOEL

previsione risulta però protettiva a livellidi NOEL ed EC50 .EC50 in miscela (probabilmente avvieneuna interazione in miscela che ne riduce latossicità)I biocidi testati “dissimilarly acting”Spermiotossicità Mix LOEL - -

Mix EC50 + +

Mi l it i h CA IA

)I biocidi testati dissimilarly acting in miscela interagiscono con

meccanismi non descrivibili daiMiscele non equitossiche CA IA

EmbriotossicitàNOELs +EC50 Cu - -NOELs + EC50 Diuron + +i

meccanismi non descrivibili dai classici modelli previsionali; questi

non riescono a dare sempre unaEmbriotossicità NOELs + EC50 Diuron + +NOELs + EC50 Irgarol + +NOELs + EC50 Cu = =

sovrastima

sottostima

non riescono a dare sempre una previsione protettiva (“worste case”).

SpermiotossicitàNOELs EC50 Cu

NOELs + EC50Diuron + +NOELs + EC50Irgarol + +

uguale

Introduzione - Test design - Singole sostanze - Miscele - Conclusioni

g + +

effetti ecotossicologici di biocidi contenuti in pitture ... · "l'ecotossicologia studia...

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