CL50 e CE50: o que são, como se obtêm e como interpretar resultados de toxicidade aguda aquática

CL50 e CE50 são indicadores fundamentais em avaliações de risco químico para ambientes aquáticos. Entender o que significam, como são determinados e como interpretá‑los é essencial para quem trabalha com segurança química, regulação ambiental, investigação ou gestão de recursos hídricos.

Definições essenciais

 CL50 (Concentração Letal 50%) : concentração de uma substância que provoca morte em 50% dos organismos expostos num período de ensaio (por exemplo, 24, 48 ou 96 horas). É usada sobretudo quando o endpoint do teste é mortalidade, tipicamente em peixes.

 CE50 (Concentração Efetiva 50%) : concentração que provoca um efeito definido em 50% dos organismos testados. Esse efeito pode ser mobilidade reduzida, imobilização, ou inibição do crescimento (usado com frequência para Daphnia e algas).

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Mais Informações

Unidades comuns: normalmente mg/L ou µg/L.

Por que estes indicadores são importantes?

• Avaliam a toxicidade aguda de substâncias no ambiente aquático.
• Servem para classificação e rotulagem segundo esquemas regulatórios (por exemplo, critérios GHS para toxicidade aquática).
• Fornecem valores base para cálculos de riscos ambientais (comparação entre concentrações ambientais medidas e concentrações tóxicas).
• Ajudam a priorizar substâncias para testes adicionais ou medidas de gestão.

Organismos e endpoints mais comuns

Os testes seguem normas internacionais e utilizam organismos representativos de diferentes níveis tróficos:

• Peixes (ex.: Danio rerio): endpoint habitual = mortalidade → CL50.
• Daphnia (crustáceo de água doce): endpoint habitual = imobilização → CE50 (imobilização a 24 ou 48 h).
• Algas e cianobactérias : endpoint habitual = inibição do crescimento → CE50 (geralmente medido a 72 ou 96 h).

Como são realizados os ensaios (visão geral prática)

1. Preparação de séries de concentrações: múltiplos níveis (normalmente 5 ou mais) cobrindo uma gama que mostre de 0% a 100% de efeito.
2. Exposição controlada: condições de temperatura, pH, oxigênio e fotoperíodo mantidas conforme as normas (por exemplo, OECD).
3. Réplicas e controles: réplicas por concentração e controle sem substância para garantir validade do ensaio.
4. Registo dos efeitos ao longo do tempo: mortalidade, imobilização ou crescimento.
5. Análise dose–resposta: ajuste por regressão (probit, logit ou modelos não lineares) para estimar CL50/CE50 e intervalos de confiança.

Durações comuns de ensaio

• Peixes: testagens agudas muitas vezes relatadas a 96 horas.
• Daphnia: endpoints de imobilização comuns a 24 ou 48 horas.
• Algas: crescimento normalmente avaliado a 72 ou 96 horas.

Como interpretar valores de CL50/CE50

Valores mais baixos indicam maior toxicidade. Algumas referências práticas usadas para interpretação da toxicidade aguda (valores orientadores):

• CL50/CE50 ≤ 1 mg/L — substância muito tóxica para organismos aquáticos (alto risco agudo).
• 1 mg/L < CL50/CE50 ≤ 10 mg/L — toxicidade moderada a elevada.
• 10 mg/L < CL50/CE50 ≤ 100 mg/L — toxicidade baixa a moderada.
• CL50/CE50 > 100 mg/L — geralmente considerada baixa toxicidade aguda.

Reguladores frequentemente aplicam categorias formais (por exemplo, GHS) baseadas em valores de LC50/EC50 para fins de classificação e rotulagem.

Interpretação regulatória: o que os números significam na prática

Para fins práticos e regulatórios:

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• Compare a CL50/CE50 com concentrações ambientais medidas. Uma razão ponderada de exposição (PEC/PNEC ou concentração ambiental prevista vs. concentração segura) determina o risco.
• Um valor agudo baixo pode levar a exigências de rotulagem, restrições de uso ou medidas mitigadoras (zonas de descarga, limites de concentração em efluentes).
• Testes agudos não substituem testes crónicos; exposições de longo prazo podem causar efeitos a concentrações bem menores.

Termos e métricas relacionados

• NOEC (No Observed Effect Concentration) : maior concentração do ensaio que não causa efeito estatisticamente significativo em relação ao controle.
• LOEC (Lowest Observed Effect Concentration) : menor concentração que causa efeito observável.
• EC10 / CE10 : concentração que causa 10% de efeito — usada muitas vezes para avaliação crônica e definição de limites mais conservadores.
• MATC (Maximum Acceptable Toxicant Concentration) : estimativa da concentração aceitável baseada em NOEC e LOEC (p.ex., raiz geométrica entre NOEC e LOEC).

Erros comuns e limitações a ter em conta

• Resultados de laboratório nem sempre traduzem diretamente para o mundo real: variabilidade ambiental, misturas de substâncias, fatores tróficos e tempo de exposição influenciam o risco real.
• Especificidade por espécie : uma substância pode ser altamente tóxica para Daphnia e menos para peixes; é importante considerar múltiplos organismos.
• Unidades e estabilidade : concentração nominal vs. medida. Algumas substâncias degradam-se durante o ensaio; os valores medidos podem diferir dos nominais.
• Efeito subletal versus letal : CE50 pode indicar perda de função (ex.: imobilização) que não é morte imediata mas tem impacto ecológico relevante.
• Misturas e sinergias : efeitos de misturas podem ser aditivos, sinérgicos ou antagonistas — CL50/CE50 de um composto isolado não prevê sempre o comportamento em mistura.

Checklist para ler um relatório de CL50/CE50

6. Que espécie e endpoint foram usados (morte, imobilização, crescimento)?
7. Qual a duração do ensaio (24, 48, 72, 96 h)?
8. A concentração reportada é nominal ou medida?
9. Houve réplicas e controle adequado? Qual foi a mortalidade no controle?
10. Qual o método estatístico para estimar CL50/CE50 e existem intervalos de confiança?
11. Foram seguidas normas (por exemplo, OECD 201/202/203 ou normas nacionais)?
12. Existem dados crônicos complementares (NOEC, EC10) que permitam avaliação de risco a longo prazo?

Exemplo prático de interpretação

Suponha que um ensaio em peixes mostra CL50 = 2 mg/L (96 h) . Isso indica toxicidade aguda moderada. Segundo critérios comuns, fica numa categoria com risco relevante. Para decidir medidas práticas, compare esse valor com concentrações ambientais medidas. Se a concentração ambiental for 0,01 mg/L, o risco agudo imediato pode ser baixo; se for 0,5 mg/L, o risco é mais preocupante e podem ser necessárias medidas de mitigação.

Conclusão: como usar CL50 e CE50 corretamente

CL50 e CE50 são ferramentas potentes para quantificar toxicidade aguda, mas devem ser usadas como parte de uma avaliação mais ampla que inclua dados crônicos, medições ambientais, persistência, bioacumulação e combinação com outros fatores ecológicos. Ler relatórios com atenção à metodologia e à qualidade dos dados é essencial para interpretações válidas e decisões de gestão ambiental.

Resumo rápido

• CL50 : concentração que mata 50% dos organismos expostos num período definido.
• CE50 : concentração que causa um efeito definido em 50% dos organismos (imobilização, inibição de crescimento).
• Valores mais baixos = maior toxicidade. Use intervalos de confiança, condições do ensaio e dados crônicos para uma avaliação robusta.
• Considere sempre a diferença entre condições de laboratório e impacto no ambiente real.