Ecotoxicity of the Commercial Herbicide Gramocil (Paraquat and Diuron) in Fungal, Invertebrate, Amphibian and Human Cell Models

Resumo

Gramocil® is a commercial herbicide formulation composed of paraquat and diuron. Although banned in several countries, including Brazil since 2020, its environmental persistence remains a matter of concern. This study evaluated the acute toxicity of Gramocil® in four biological systems: Aspergillus nidulans (germination and growth), the human hepatic cell line HuH7.5 (viability), Lithobates catesbeianus (survival), and Eisenia fetida (avoidance behavior). Organisms were exposed to nominal concentrations of 0.01% (~100 mg/L), 0.025% (~250 mg/L), and 0.05% (~500 mg/L). In A. nidulans, a significant delay in imbibition was observed at 0.01% and 0.025%, with 94.6% and 99.8% dormant conidia after 2 h, respectively, compared with 84.8% in the control. The 0.05% concentration arrested colony growth and caused lethality over 168 h. In HuH7.5 cells, marked viability loss occurred at all concentrations and exposure times, with values ranging from 20.5% to 25.0% after 24 h, 21.0% to 25.0% after 48 h, and 19.5% to 20.6% after 72 h relative to the negative control. In tadpole assays, 100% mortality occurred within 48 h at 0.025% and 0.05%, and within 72 h at 0.01%, precluding erythrocyte micronucleus analysis. In the terrestrial avoidance test, only 0.05% induced significant avoidance (80%), whereas 0.01% and 0.025% induced 20% and 40% avoidance, respectively. Gramocil® demonstrated high acute multi-model toxicity, indicating environmental and potential human-health risks under the high-exposure scenarios evaluated.

Keywords: Ecotoxicology. Bioindicators. Paraquat. Diuron. Eisenia fetida.

Resumo

Gramocil® Gramoci é uma formulação comercial de herbicida composta por paraquate e diuron. Embora proibida em vários países, incluindo o Brasil desde 2020, sua persistência ambiental permanece motivo de preocupação. Este estudo avaliou a toxicidade aguda de Gramocil® em quatro sistemas biológicos: Aspergillus nidulans (germinação e crescimento), linhagem celular hepática humana HuH7.5 (viabilidade), Lithobates catesbeianus (sobrevivência) e Eisenia fetida (fuga). Os organismos foram expostos a concentrações nominais de 0,01% (~100 mg/L), 0,025% (~250 mg/L) e 0,05% (~500 mg/L). Em A. nidulans, observou-se atraso significativo na embebição a 0,01% e 0,025%, com 94,6% e 99,8% de conídios dormentes após 2 h, respectivamente, versus 84,8% no controle. A concentração de 0,05% interrompeu o crescimento das colônias e causou letalidade ao longo de 168 h. Nas células HuH7.5, houve perda acentuada de viabilidade em todas as concentrações e tempos, com valores entre 20,5% e 25,0% após 24 h, 21,0% e 25,0% após 48 h e 19,5% e 20,6% após 72 h, em relação ao controle negativo. Nos ensaios com girinos, ocorreu 100% de mortalidade em até 48 h nas concentrações de 0,025% e 0,05%, e em 72 h a 0,01%, inviabilizando a análise de micronúcleos em eritrócitos. No teste terrestre de fuga, somente 0,05% apresentou evitação significativa (80%), enquanto 0,01% e 0,025% induziram 20% e 40% de evitação. Gramocil® demonstrou elevada toxicidade aguda multimodelo, indicando riscos ambientais e potenciais riscos à saúde humana sob os cenários de alta exposição avaliados.

Palavras-chave: Ecotoxicologia. Bioindicadores. Paraquate. Diuron. Eisenia fetida.