Avaliação da toxicidade de inibidores de corrosão marinha de base nanotecnológica sustentável sobre Chlorella minutissima

Abstract

A corrosão (CO) marinha promove sérias perdas econômicas, ameaça à segurança humana e ao equilíbrio ecológico do ambiente marinho. Dentre os diversos processos de CO relacionados às questões estruturais, 20% estão associados à atividade microbiana. A corrosão influenciada por microrganismos (CIM) desencadeia a perda econômica de bilhões de dólares ao ano. Os inibidores de corrosão (IC), tais como os biocidas 2-mercaptobenzotiazol (MBT) e Gluconato de Sódio (SG), são frequentemente incorporados a revestimentos contra CIM. O hidróxido duplo lamelar (LDH), na forma nanoestruturada (NE), armazena os IC, reduzindo a liberação espontânea e promovendo de forma controlada a liberação dos compostos supracitados. Diante deste contexto, foi avaliada a toxicidade de NE de LDH associados aos IC MBT e SG contra a microalga marinha Chlorella minutissima. Os ensaios foram conduzidos em placas de 96 poços expondo C. minutissima (1,0×10⁵ cel/mL, fase exponencial) a 7 compostos (Zn-Al LDH-SG, Zn-Al LDH-MBT, Mg-Al LDH-MBT, Zn-Al LDH, Mg-Al LDH, MBT, SG) em concentrações compreendidas entre 0,05-100 mg/L por 72h. A inibição no crescimento celular de C. minutissima foi acompanhada por densidade óptica (DO), a 670 nm. Foram determinadas concentração de inibição a 50% dos organismos (IC50), Concentração de Efeito Não Observado (CENO) e Concentração de Efeito Observado (CEO). Dentre os 7 compostos analisados, o MBT apresentou a maior toxicidade IC50 24h - 2,06 mg/L, IC50 48h - 1,31 mg/L e IC50 72h - 1,35 mg/L, contudo, nas versões NE o valor de IC50, sendo Zn-Al LDH-MBT IC50 24h - 4,75 mg/L, IC50 48h - 8,90 mg/L e IC50 72h - 11,97 mg/L e Mg-Al LDH-MBT IC50 IC50 24h - 18,03 mg/L, IC50 48h - 2,11 mg/L e IC50 72h - 0,18 mg/L foi maior, portanto menos tóxico. Com relação ao biocida SG, nas concentrações testadas, não foi possível calcular seu IC50, entretanto, SG apresentou um valor de CEO de 0,05 mg/L em todos os tempos de exposição. Em acréscimo, NE Zn-Al LDH-SG apresentou um aumento significativo na densidade celular na concentração de 100 mg/L no tempo de 72h. Resultando em um CEO de 100 mg/L e um CENO de 33,3 mg/L. Diante dos resultados obtidos, os compostos NE em LDH se apresentam como uma alternativa eficiente contra a CIM e, consequentemente, contra a CO, entretanto, é menos agressiva ao ambiente marinho. Contudo, são necessários estudos com outras espécies de algas e outros níveis tróficos.

Marine corrosion (CO) promotes serious economic losses, threatens human safety and the ecological balance of the marine environment. Among the various CO processes related to structural issues, 20% are associated with microbial activity. Microorganism-influenced corrosion (MIC) causes economic loss of billions of dollars a year. Corrosion inhibitors (CI) such as the biocides 2-mercaptobenzothiazole (MBT) and Sodium Gluconate (SG) are often incorporated into coatings against MIC. The Layered Double Hydroxides (LDH), in the nanostructured form (NE), stores the IC, reducing the spontaneous release and promoting the release of the aforementioned compounds in a controlled manner. Given this context, the toxicity of NE of LDH associated with IC MBT and SG against the marine microalgae Chlorella minutissima was evaluated. Assays were conducted in 96-well plates exposing C. minutissima (1.0×10⁵ cel/mL, exponential phase) to 7 compounds (Zn-Al LDH-SG, Zn-Al LDH-MBT, Mg-Al LDH-MBT , Zn-Al LDH, Mg-Al LDH, MBT, SG) in concentrations between 0.05-100 mg/L for 72h. Inhibition of C. minutissima cell growth was monitored by optical density (OD) at 670 nm. 50% inhibition concentration of organisms (IC50), No Observed Effect Concentration (CENO) and Observed Effect Concentration (OEC) were determined. Among the 7 compounds analyzed, MBT showed the highest toxicity IC50 24h - 2.06 mg/L, IC50 48h - 1.31 mg/L and IC50 72h - 1.35 mg/L, however, in the NE versions the value of IC50 , being Zn-Al LDH-MBT IC50 24h - 4.75 mg/L, IC50 48h - 8.90 mg/L and IC50 72h - 11.97 mg/L and Mg-Al LDH-MBT IC50 24h - 18 .03 mg/L, IC50 48h - 2.11 mg/L was higher, therefore less toxic. With regard to the biocide SG, at the tested concentrations, it was not possible to calculate its IC50 , however, SG presented a CEO value of 0.05 mg/L at all exposure times. In addition, NME Zn-Al LDH-SG showed a significant increase in cell density at a concentration of 100 mg/L at 72h. Resulting in a CEO of 100 mg/L and a CENO of 33.3 mg/L. In view of the results obtained, the NE compounds in LDH are presented as an efficient alternative against MIC and, consequently, against CO, however, it is less aggressive to the marine environment. However, studies with other species of algae and other trophic levels are needed.