Ecotoxicological Evaluation of Two Types of Commercial Detergents on Radish (Raphanus Sativus) Seeds

Abstract

This study aimed to evaluate the ecotoxicological effect of commonly used liquid and powder detergents on the parameters of germination capacity, root and hypocotyl growth, germination index, and median lethal dose (LD50) in seeds of Raphanus sativus (radish). Seeds were acclimatized under standardized conditions. Bioassays were prepared from a 50% standard solution, obtaining concentrations of 10;20;30;40;40;50 ppm of both detergents, each bioassay followed the completely randomized block experimental design: four replicates, one positive control, six seeds for 72 hours, ANOVA was implemented using Excel 2019. The germination percentage for the powder detergent (A) was 27.67%, while the liquid (B) did not present problems in the development. The root and hypocotyl inhalation for detergent A was 6.75 and 17.65% and B 38.24% and 50.45%, respectively; the germination index for detergent A and B was 5.80 and 38.24%, respectively. The median lethal dose was only 20.27 mg/L for detergent A. It was possible to establish that the increase in the concentrations of the detergents, decreases the determined parameters, consequent of the detergents with surfactants and sulfactants.


Keywords: bioassay, germination, ecotoxigenology, Raphanus sativus, detergents, root elongation.


Resumen


El objetivo del estudio fue evaluar el efecto ecotoxicológico de los detergentes de uso común líquido y en polvo sobre los parámetros de la capacidad de germinación, crecimiento radicular e hipocótilo, índice de germinación y la dosis letal media (DL50) en semillas de raphanus sativus (rábano). Las semillas fueron aclimatadas en condiciones estandarizadas. Se prepararon bioensayos a partir de una solución patrón del 50%, obteniendo concentraciones de 10;20;30;40;50 ppm de ambos detergentes, cada bioensayo siguió el diseño experimental de bloques completamente al azar: cuatro repeticiones, un control positivo, seis semillas durante 72 horas, se implementó el análisis de varianza ANOVA mediante Excel 2019. El porcentaje de germinación para el detergente en polvo (A) fue de 27, 67%, el líquido (B) no presentó problemas en el desarrollo; la inhibición radicular e hipocótilo para el detergente A fue 6,75 y 17,65% y el B 38,24% y 50,45%, respectivamente; el índice de germinación para el detergente A y B: 5,80 y 38,24%, respectivamente. La Dosis Letal Media solo se presentó en el detergente A fue de 20,27 mg/L. Se logró establecer que el aumento de las concentraciones de los detergentes disminuye los parámetros determinados, consecuente de los detergentes con tensoactivos y surfactantes.


Palabras Clave: Bioensayo, germinación, ecotoxigología, Raphanus sativus, detergentes, elongación de las raíces.

References
[1] Ensink JHJ, Mahmood T, van der Hoek W, Raschid-Sally L, Amerasinghe FP. A nationwide assessment of wastewater use in Pakistan: An obscure activity or a vitally important one? Water Policy. el 1 de junio de 2004;6(3):197–206. https://doi.org/10.2166/wp.2004.0013.

[2] Uzma S, Khan S, Murad W, Taimur N, Azizullah A. Phytotoxic effects of two commonly used laundry detergents on germination, growth, and biochemical characteristics of maize (Zea mays L.) seedlings. Environmental Monitoring and Assessment. el 18 de octubre de 2018;190(11):651.

[3] Islam M, Khan M, Akhtar M, Oki Y, Adachi T. Impacts of industrial effluents on plant growth and soil properties. el 22 de noviembre de 2022.

[4] Azizullah A, Khattak MNK, Richter P, Häder DP. Water pollution in Pakistan and its impact on public health — A review. Environment International. el 1 de febrero de 2011;37(2):479–497.

[5] Abd-Allah AMA, Srorr T. Biodegradation of anionic surfactants in the presence of organic contaminants. Water Research. el 1 de marzo de 1998;32(3):944–947. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(97)00223-6.

[6] Penteado JC, Seoud OA, Carvalho LR. Alquilbenzeno sulfonato linear: uma abordagem ambiental e analítica. Quim Nova. 2006;29(5):1038–1046.

[7] Yahaya T, Okpuzor J, Oladele EO. Investigation of Toxicity of Detergents. J of Environmental Science and Technology. el 15 de octubre de 2011;4(6):638–645.

[8] Giagnorio M, Amelio A, Grüttner H, Tiraferri A. Environmental impacts of detergents and benefits of their recovery in the laundering industry. Journal of Cleaner Production. el 15 de junio de 2017;154:593–601. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.04.012.

[9] Kogawa AC, Cernic BG, do Couto LGD, Salgado HRN. Synthetic detergents: 100years of history. Saudi Pharmaceutical Journal. el 1 de septiembre de 2017;25(6):934–938.

[10] Smulders E, von Rybinski W, Sung E, Rähse W, Steber J, Wiebel F, et al. Laundry Detergents. En: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry [Internet]. John Wiley & Sons, Ltd; 2007 [citado el 21 de noviembre de 2022]. Disponible en: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/14356007.a08_315.pub2 https://doi.org/10.1002/14356007.a08_315.pub2.

[11] Pandey P, Gopal B. Effect of detergents on the growth of two aquatic plants: Azolla pinnata and Hydrilla verticillata. 2010;9.

[12] Minareci O, Öztürk M, Egemen Ö, Minareci E. Detergent and phosphate pollution ??n Gediz River, Turkey. Academic Journals. 2009;8(15):3568–3575.

[13] Pacheco WE. Contaminación por detergentes-Agentes Nocivos Olvidados-. Caso de Estudio: El Río Granobles. 2015 [Internet,Thesis]. Universidad Internacional SEK; 2015 [citado el 21 de noviembre de 2022]. Disponible en: http://localhost:8080/xmlui/handle/123456789/1452

[14] Heidari H. Effect of irrigation with contaminated water by cloth detergent on seed germination traits and early growth of sunflower (Helianthus annuus L.). Notulae Scientia Biologicae. el 23 de febrero de 2013;5(1):86–89.

[15] Ehilen O, Obadoni BO, Imade FN, Eseigbe D. The effect of detergents on the germination and growth of Amaranthus hybridus L. and Solanum lycopersicon L. Nigerian annals of Natural Sciences. el 1 de enero de 2017;16:100–108.

[16] Callupe NJ. Viabilidad de un método toxicológico a partir de la germinación del rábano (Raphanus sativus L.) para determinar toxicidad de suelos contaminados por hidrocarburo en laboratorio. Universidad Nacional Agraria de la Selva [Internet]. 2020 [citado el 22 de noviembre de 2022]; Disponible en: http://repositorio.unas.edu.pe/handle/UNAS/1833

[17] Águila E, Marrero O, Cárdenas Y, Bernal N. Evaluación ecotoxicológica de extractos acuosos de plantas en semillas de rábano, lechuga y tomate. Centro Agrícola [Internet]. 2013 [citado el 23 de noviembre de 2022]; Disponible en: https://scholar.google.com/scholar_lookup?title=Evaluaci%C3%B3n+ecotoxicol% C3%B3gica++de+extractos+acuosos+de+plantas+en+semillas+de+r%C3%A1bano% 2C+lechuga+y+tomate&author=%C3%81guila%2C+E.%2C+Universidad+Central+ Marta+Abreu%2C+Villa+Clara+Cuba&publication_year=2013

[18] Alvear NG, Terán MA. Análisis preliminar de la fitotoxicidad del material particulado sedimentable de la zona urbana de Cuenca. Maskana. el 1 de diciembre de 2015;6(1):95–105.

[19] Sobrero M, Ronco A. Ensayo de toxicidad aguda con semillas de lechuga Lactuca sativa L. [Internet]. Canadá: IDRC, IMTA; 2004 p. 55–67. Disponible en: http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones2/libros/573/cap4.pdf

[20] Hoekstra NJ, Bosker T, Lantinga EA. Effect of cattle dung from farms with different feeding strategies on germination and initial root growth of cress (Lepidium sativum L.). Agriculture, Ecosystems & Environment. 2002;93(1-3):189–196.

[21] Martínez F, Cala V, Walter I. Heavy metal speciation and phytotoxic effects of three representative sewage sludges for agricultural uses. Environmental Pollution. el 1 de febrero de 2006;139(3):507–514.

[22] Hernández I, Lárez LM, García JV. Evaluación de la toxicidad de un suelo contaminado con diferentes tipos de crudos sobre la germinación de dos pastos tropicales. Bioagro. agosto de 2017;29(2):73–82.

[23] Rodríguez Romero AJ, Robles Salazar CA, Ruíz Picos RA, López López E, Sede no Díaz JE, Rodríguez Dorantes A. Índices de germinación y elongación radical de Lactuca sativa en el biomonitoreo de la calidad del agua del río Chalma. Revista Internacional de Contaminación Ambiental. 2014;30(3):307–316.

[24] Peraza RG, Delgado VH. Determinación de la concentración letal media (CL50) de cuatro detergentes domésticos biodegradables en Laeonereis culveri (Webster 1879) (Polychaeta: Annelida). Revista internacional de contaminación ambiental. mayo de 2012;28(2):137–144.

[25] Salda na PF, Yamanaka V, Antonieta M, Gomez Balandra MA. Calidad del Agua en Colectores de la Ciudad de Puebla y la Aplicación de Análisis de Toxicidad. InstitutoMemorias XXVIII Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental [Internet]. 2022; Disponible en: https: //www.researchgate.net/profile/Pilar-Saldana/publication/267697302_CALIDAD_DEL_AGUA_EN_COLECTORES_ DE_LA_CIUDAD_DE_PUEBLA_Y_LA_APLICACION_DE_ANALISIS_DE_TOXICIDAD/links/546e17d80cf2b5fc17603dde/ CALIDAD-DEL-AGUA-EN-COLECTORES-DE-LA-CIUDAD-DE-PUEBLA-Y-LA-APLICACION-DE-ANALISIS-DE-TOXICIDAD. pdf

[26] Pérez F, Cubides CB. Determinación de la concentración de inhibición media (CE50-120) producida por la plata (Ag) y los detergentes aniónicos (Las) mediante bioensayos de toxicidad sobre semillas de lechuga (Lactuca Sativa L.). Ingeniería Ambiental y Sanitaria [Internet]. 2010; Disponible en: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/124

[27] Temara A, Carr G, Webb S. Sharing insights elevates their impact [Internet]. S&P Global. 2021 [citado el 29 de noviembre de 2022]. Disponible en: https://www.spglobal.com/commodityinsights/en/ci/products/linear-alkylatechemical- economics-handbook.html

[28] Rondón IS, Ramírez WF, Eslava PR. Evaluación de los efectos tóxicos y concentración letal 50 del surfactante Cosmoflux® 411F sobre juveniles de cachama blanca (Piaractus brachypomus). Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias. 2007;20(4):431–446.