Avaliação ecotoxicológica do inibidor de corrosão 2- mercaptobenzotiazol (MBT), em sua forma livre e nanoencapsulada (SiNC), sobre embriões de Perna perna (Linnaeus 1758) - Prieto, Camila Martins [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
Inibidores de corrosão (IC), como o 2-mercaptobenzotiazol (MBT), são utilizados para retardar a degradação de superfícies metálicas expostas ao ambiente marinho, porém podem ser liberados na água e causar toxicidade sobre a biota marinha. Nanocápsulas mesoporosas de sílica (SiNC) podem ser usadas para encapsular os ICs, prevenindo interações indesejadas entre os componentes da tinta e o meio e reduzindo sua liberação. Além de ter alta eficiência na prevenção da corrosão, é desejável que os ICs nanoencapsulados tenham menor toxicidade do que os ICs livres. Porém, pouco se sabe sobre os efeitos do MBT e suas formas nanoestruturadas (SiNC-MBT) em espécies marinhas tropicais e subtropicais. O mexilhão Perna perna é um modelo estabelecido para testes ecotoxicológicos, devido a fácil coleta, manipulação e alta sensibilidade. Este estudo visou comparar a toxicidade do MBT livre e nanoencapsulado em SiNC sobre embriões de P. perna por meio de um ensaio ecotoxicológico crônico de curta duração baseado na análise do desenvolvimento embriolarval. Soluções estoque de SiNC, MBT e SiNC-MBT foram preparadas por diluição dos sais em água do mar reconstituída e submetidas a um banho ultrassônico (40 kHz) por 30 min, e em seguida preparadas as soluções-teste. Os mexilhões foram coletados na Baía de Santos (SP, Brasil) e aclimatados em laboratório. A partir do processo de indução térmica, os gametas foram liberados, sendo examinados para sua qualidade. Foi realizada a fecundação in vitro, e cerca de 400 embriões foram expostos por réplica (tubos de ensaio contendo 10 mL de dispersão-teste) durante 48h. O teste foi encerrado pela adição de formaldeído tamponado a cada réplica, sendo em seguida verificada a taxa de desenvolvimento de larvas D (veliconcha) normais. Calculamos as concentrações inibitórias para 50% dos organismos expostos (CI50-48h) e determinamos as concentrações de efeito não observado (CENO) e de efeito observado (CEO), utilizando análise de variância (ANOVA) e teste post hoc de Dunnett para comparar cada concentração de tratamento diretamente com o controle. Em sua forma livre, o MBT apresentou toxicidade significativa (p < 0,05) a partir de 3,7 mg/L (CEO) nos dois testes realizados. A nanocápsula vazia (SiNC) apresentou toxicidade significativa a partir de 1,23 e 0,137 mg/L , por teste, respectivamente, sendo mais tóxica que o MBT livre. Por sua vez, o MBT nanoencapsulado apresentou a maior toxicidade. O aumento da toxicidade nas nanoestruturas em organismos de clima tropical quando em comparação aos de clima temperado, pode estar relacionada com o maior metabolismo dos organismos em temperaturas mais elevadas, tornando-os mais sensíveis. Além disso, as substâncias utilizadas podem ter um comportamento diferenciado em maiores temperaturas, tornando-se mais biodisponíveis ou reativas. A alta toxicidade do SiNC sugere resíduos de surfactantes utilizados durante sua produção, como o brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB). Apesar da tecnologia de nanoestruturação ser bastante eficaz contra os processos de corrosão, aumentando a durabilidade do composto, mais estudos são necessários para compreender seu comportamento na toxicidade.

Corrosion inhibitors (CIs), such as 2-mercaptobenzothiazole (MBT), are used to inhibit the degradation of metallic surfaces exposed to the marine environment. However, they can be released to the water and cause toxicity to marine biota. Mesoporous silica nanocapsules (SiNC) can be used to encapsulate CIs, preventing undesirable interactions between the paint components and the environment, thereby reducing their release. In addition to having high efficiency in corrosion prevention, nanoencapsulated CIs should be less toxic than their respective free forms. However, little is known about the effects of MBT and its nanostructured forms (SiNC-MBT) on tropical and subtropical marine species. The brown mussel Perna perna is an established model for ecotoxicological testing, due to its easy collection, handling, and sensitivity to contaminants. This study aimed to compare the toxicity of free MBT and nanoencapsulated MBT in SiNC on P. perna embryos by using a short-term chronic toxicity test based on the analysis of larval development. Stock dispersions of SiNC, MBT, and SiNC-MBT were prepared by dispersing salts in reconstituted seawater and keeping them under an ultrasonic bath (40 kHz) for 30 minutes. Adult mussels were collected next to Ponta Grossa, Guarujá (SP, Brazil) and acclimated in the laboratory. Spawning was induced by thermal induction, and gametes were examined for their quality. Then, in vitro fertilization was performed, and about 400 eggs were added to each replicate (glass test tubes containing 10 mL of test dispersion) for 48 hours. The test was concluded by adding buffered formaldehyde to each replicate. The embryos were examined under microscope and the percentages of normal D-larval development rate in each replicate were determined. The inhibitory concentrations for 50% of exposed organisms (IC50-48h) were calculated using the Probit’s method, whereas the no observed effect (NOEC) and lowest observed effect concentrations (LOEC) were determined using one way analysis of variance followed by Dunnett’s post hoc test to compare each treatment with the control. In its free form, MBT showed significant toxicity (p < 0.05) starting at 3.7 mg/L (LOEC) in both tests. The empty nanocapsule (SiNC) showed significant toxicity starting at 1.23 and 0.14 mg/L, respectively, in each test; SiNC was more toxic than free MBT. In turn, nanoencapsulated MBT showed the highest toxicity. Such higher toxicity of nanomaterials to tropical organisms, compared to temperate climate organisms, may be related to the higher metabolism of the organisms at elevated temperatures, making them more sensitive. Furthermore, the substances used may behave differently at higher temperatures, becoming more bioavailable or reactive. The high toxicity of SiNC suggests that residues of surfactants used during its production, such as Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), remain entrapped in the SiNC being lately released to the overlying water. Although nanostructuring technology is highly effective against corrosion processes, enhancing the durability of the compound, more studies are needed to understand its behavior regarding toxicity.
Ecotoxicological evaluation of the corrosion inhibitor 2-mercaptobenzothiazole (MBT), in its free and nanoencapsulated form (SiNC), on Perna perna (Linnaeus 1758) embryos
Keywords: Nanomateriais; Mexilhão; Corrosão e anticorrosivos; Toxicologia ambiental