Harmful effects of the semiconductor copper tungstate (CuWO4) on multiple photosynthetic parameters of the green microalga Raphidocelis subcapitata

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Gebara, Renan Castelhano ; de Abreu, Cinthia Bruno ; Rocha, Giseli Swerts ; Mansano, Adrislaine da Silva ; Assis, Marcelo ; Moreira, Ailton Jose ; Santos, Mykaelli Andrade ; Pereira, Thalles Maranesi ; Virtuoso, Luciano Sindra ; Melao, Maria da Graca Gama ; Longo, Elson

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: AQUATIC TOXICOLOGY; v. 279, p. 8-pg., 2025-01-15.

Resumo

The semiconductor copper tungstate (CuWO4) may end up in aquatic ecosystems since it has the potential for water decontamination. The toxic effects of CuWO4 are totally unknown for eukaryotic organisms. In view of this, we aimed to evaluate the toxicity of CuWO4 particles (size of 161.5 nm) on the cosmopolitan green microalga Raphidocelis subcapitata (a standardized test-organism for ecotoxicological assays), analyzing the growth and multiple photosynthetic parameters obtained by pulse amplitude modulated (PAM) fluorometry. At 1.2 mg L-1, the growth was affected, and there was an increase in reactive oxygen species (ROS) after 72 h The effective efficiency (phi M') of photosystem II (PSII) was affected at 13.1 mg L-1, while the efficiency of the oxygen- evolving complex (OEC), responsible for the water-splitting process, decayed at 5.6 mg L-1. According to quenching parameters, energy allocated to photosynthetic processes (qP) decreased, indicating a malfunctioning of the PSII. We also observed a 50 % increase in the non-regulated energy dissipation by heat and fluorescence (Y (NO)), and a 50 % decrease in the regulated energy dissipation (NPQ), suggesting difficulties for algae to cope with light. Rapid light curves (RLC) were the second most sensitive parameter, as we observed a decay of the relative maximum electron transport rate (rETRmax) at 2.8 mg L-1. Therefore, since the microalga R. subcapitata was affected by concentrations up to 1.2 mg L-1 (0.01 mg L-1 dissolved Cu), it is important to evaluate carefully the use of CuWO4 to decontaminate natural waters, considering the protection of the aquatic biota. (AU)

• Processo FAPESP: 14/14139-3 - Biodiversidade e processos microbianos em ecossistemas aquáticos
• Beneficiário: Hugo Miguel Preto de Morais Sarmento
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 18/07988-5 - Bioprospecção, caracterização e otimização de microalgas brasileiras para a biofixação de CO2 e produção de biomoléculas de importância comercial
• Beneficiário: Ana Teresa Lombardi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 21/13607-7 - Impactos ambientais das nanopartículas de CoWO4 e NiWO4 sobre níveis tróficos de uma cadeia alimentar aquática
• Beneficiário: Cínthia Bruno de Abreu
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 21/13583-0 - Efeitos Ecotoxicológicos de Nanopartículas de ZnWO4 e CuWO4 Sobre Uma Cadeia Alimentar Dulcícola: Aferindo Possíveis Impactos Ambientais de Contaminantes Emergentes
• Beneficiário: Renan Castelhano Gebara
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/06219-3 - Desenvolvendo e disseminando novas tecnologias para remediação ambiental de contaminantes emergentes
• Beneficiário: Ailton Jose Moreira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Geração
• Processo FAPESP: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais
• Beneficiário: Elson Longo da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs