análise de índice de metais em fauna de macro invertebrados

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ANÁLISE DE ÍNDICE DE METAIS EM FAUNA DE MACRO INVERTEBRADOS
BENTÔNICOS NO MUNICÍPIO DE SÃO CARLOS-SP: SUB-BACIAS DO RIO DO
MONJOLINHO E RIBEIRÃO DO FEIJÃO
Tundisi, J. G.1,2; Chiba, W. A. C.1,3; Matsumura-Tundisi, T.1,4; Baio, J. A. F.1,5;
Torres, J. C.1,6; Passerini, M. D.1,7; Haehling, P. H. A. V1,8.
1
Rua Bento Carlos, nº 750 - Centro - São Carlos - SP - CEP 13560-660.
Professor Dr. do Programa de Pós Graduação em Ecologia e Recursos Naturais da Universidade Federal de
São Carlos. Presidente do Instituto Internacional de Ecologia. [email protected]
3
Aluno de Bacharelado em Ciências Biológicas da Universidade Federal de São Carlos. Bolsista FAPESP de
Iniciação Científica No Instituto Internacional de Ecologia e Gerenciamento Ambiental. [email protected]
4
Professora Dra. do Programa de Pós Graduação em Ecologia e Recursos Naturais da Universidade Federal de
São Carlos. Diretora do Instituto Internacional de [email protected]
5
Químico Responsável pelo Instituto Internacional de Ecologia. [email protected]
6
Bolsista CNPq de Pós Doutorado do Instituto Internacional de Ecologia e Gerenciamento Ambiental.
[email protected]
7
Bolsista CNPq de Mestrado do Programa de Pós Graduação em Ecologia e Recursos Naturais.
[email protected]
8
Geoprocessamento do Instituto Internacional de Ecologia. [email protected]
2
RESUMO
Atualmente, verifica-se grande preocupação acerca dos recursos hídricos. É prevista
uma crise da água potável em níveis globais para os próximos anos. Desta forma, a
necessidade de avaliação de poluentes dos recursos hídricos, assim como estratégias de
despoluição e manejo destes recursos é imprescindível. Dentre os principais poluentes, os
metais representam importante contaminante dos meios aquáticos, pois são potencialmente
bioacumuláveis e biomagnificáveis, podendo apresentar grande dano ao ecossistema. Para
tanto, objetivamos a avaliação de metais nos organismos macroinvertebrados bentônicos,
importantes elementos nestes ecossistemas e base alimentar de muitos organismos.
Realizamos as coletas nas bacias do município de São Carlos, SP, importante pólo
tecnológico do país, no mês de março de 2008. Para as análises de metais nos organismos,
foi utilizada a metodologia EPA3050B modificada. As amostras foram processadas pelo
espectrofotômetro de absorção atômica. Os organismos apresentaram bioacumulação para
os metais cromo, níquel e chumbo, que apresentam alto grau de toxicidade para o
ecossistema como um todo.
ABSTRACT
Currently, there is great concern about water resources. It allows a crisis of drinking
water in overall levels for the coming years. Thus, the necessity of valuation of water
resources pollutants, as well as cleaning and management strategies is indispensable.
Among the main pollutants, the metals represent an important aquatic environmental
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contaminant, because these are potentially bioaccumulative and biomagnificatives elements,
and may take a great damage to the ecosystem. To do so, we aim the metal valuation in
benthic macroinvertebrates, important elements in these ecosystems and basic food for
many organisms. We collected in the basins of the San Carlos city, Brazil, a major
technological centre of the country, in the month of March 2008. For the analysis of metals in
the body, was the methodology used EPA3050B modified. The samples were processed by
the atomic absorption spectrometer. The bodies showed bioaccumulation for metals
chromium, nickel and lead, which have highly toxic to the ecosystem as a whole.
INTRODUÇÃO
Devido ao aumento exponencial da sua demanda e na deterioração da qualidade da
água por falta de cuidados no tratamento de esgotos e de efluentes industriais a água
passou a ser considerada um recurso limitado, sendo objeto central de conflitos em
diferentes escalas, de local a mundial (TUNDISI, 2003). As diversas e intensas atividades
antropogênicas que se desenvolvem na Bacia Hidrográfica que envolve o município de São
Carlos, associadas ao aumento populacional, geram poluentes que acabam atingindo os
corpos d´água e os sedimentos, promovendo modificações na estruturação dos
ecossistemas. Este fato cria a necessidade de que avaliações da qualidade de corpos
d´água sejam feitas no ciclo de um ano envolvendo períodos de seca e precipitação
(PEDROSO et al., 1988).
Os poluentes, quando inseridos no sistema aquático, apresentam comportamento
heterogêneo, podendo ser tóxicos simplesmente por sua presença ou por meio de
processos de degradação, os quais liberam compostos que assimilados pelos organismos
poderão interferir em seus processos fisiológicos, influenciando os aspectos reprodutivos,
sobrevivência e, conseqüentemente alterando a estrutura da população (BOUDOU &
RIBEYRE, 1989). Os metais contidos na água e no sedimento exercem um importante papel
na função biológica de muitos organismos. Porém, alguns tipos, dependendo da forma como
estão dispostos na água, podem apresentar um elevado grau de toxicidade para as muitas
formas de vida. Desta forma, uma um estudo prolongado e integrado de respostas do
ecossistema a um contaminante, pode prover situações detalhadas sobre os problemas
ocorrentes, assim como interações de contaminantes no nível de indivíduos, populações e
comunidades (LORENZI et al., 2008).
Nos últimos anos, tem-se desenvolvido muitos estudos relativos às concentrações de
metais em populações de macro invertebrados aquáticos, através do estabelecimento de
bioindicadores como forma de avaliação do estado dos ecossistemas. A utilização desta
técnica reflete uma nova tendência no âmbito conservacionista a nível mundial, pois atua
através de uma metodologia que integra baixos custos e grande eficiência e precisão
(PHILLIPS et al., 1993).
Neste projeto pretendemos identificar as concentrações dos metais Al, Cd, Pb, Zn, Cr,
Co, Cu, Fe, Mn, Ni e Hg na biota macro bentônica das bacias especificadas, para avaliar a
interação destes poluentes com a cadeia trófica.
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MATERIAL E MÉTODOS
O município de São Carlos está localizado na região central do estado de São Paulo,
entre as coordenadas 47°30’ e 48°30’ Longitude Oeste e 21°30’e 22°30’ Latitude Sul. A
população total é de aproximadamente 219 mil habitantes, dos quais 93,6% são de
assentamento urbano (SEADE). Os principais rios que cortam a cidade são o Córrego do
Gregório e o Rio Monjolinho. O Ribeirão do Feijão e o Córrego do Espraiado são os
principais mananciais que abastecem a cidade. A Localização dos pontos coletados está
expressa na Tabela I.
Tabela I: Localização dos Pontos da Coleta
Ponto
A1
A2
A3
A4
A5
A6
Descrição do Ponto de Coleta
Córrego do Gregório
Confluência do Rio do Monjolinho com o Córrego do Espraiado
Confluência do Córrego da Água Quente com o Rio do Monjolinho
Córrego Água Quente
Córrego Santa Maria Madalena
Jusante do Rio do Monjolinho
Coordenadas Geográficas
S 22º01’57,6’’ W 47º51’39,6’’
S 21º59’08’’ W 49º52’37’’
S 22º01’51,7’’ W 47º55’48,1’’
S 22º03’40,7’’ W 47º53’25,5’’
S 21º59’39" W 47º54’10’’
S 22º02’04,9’ W 47º57’25,8’’
Coletamos os organismos macroinvertebrados através redes de 30X30 cm e mediante
colher de plástico para captação de sedimento, nos pontos de coleta selecionados.
Armazenamos as amostras de sedimentos contendo os macroinvertebrados em recipientes
plásticos de 10 L, fechadas e colocadas em gelo à temperatura de 0°C. Em laboratório,
triamos vivos os macroinvertebrados e os separamos conforme os seus respectivos pontos
de coleta. Congelamos os organismos. Após, utilizamos o processo de liofilização para
secagem dos organismos, através do liofilizador do departamento de Botânica da UFSCar
campi São Carlos. Para as análises de índice de metais nos organismos triados, utilizamos
Metodologia EPA3050B (USEPA, 1998) modificada. Analisamos as amostras mediante
espectrômetro de absorção atômica Varian (Austrália) modelo AA240 FS (Fast Sequential).
RESULTADOS
As concentrações dos metais encontradas nos macroinvertebrados bentônicos estão
expressas na Tabela II. Os organismos apresentaram bioacumulação para todos os metais
presentes. Verificamos a presença de altas concentrações de ferro, manganês e alumínio,
que são metais abundantes nos solos da região e não representam alta toxicidade para a
biota. Porém, cromo, níquel, chumbo e mercúrio foram encontrados em altas concentrações
na biota. Estes metais, mesmo em baixos níveis, representam alta toxicidade e conseqüente
risco para todo o ecossistema.
163
Tabela II: Concentração de metais em organismos coletados.
Elemento mg/kg
Ponto
A1
A2
A3
A4
A5
A6
LD
Cr
4.57
19.54
45.04
36.56
44.62
54.68
0.82
Cu
15.43
21.54
20.75
16.59
23.78
29.87
0.24
Mn
32.43
97.16
42.71
40.76
24.93
291.97
0.27
Fe
778.41
2631.73
3290.27
1841.91
2349.42
3934.38
3.96
Co
4.63
15.52
20.75
15.99
16.40
26.35
0.41
Ni
5.75
20.52
31.33
25.20
31.54
34.42
1.18
µg/kg
Cd
0.91
4.02
3.96
3.18
3.43
3.87
0.08
Pb
19.72
65.59
61.33
53.11
54.06
77.39
0.21
Zn
46.65
72.35
142.96
60.83
80.91
194.39
0.70
Al
313.08
2293.04
1950.54
1192.38
2995.84
8994.23
1.16
Hg
25.97
< LD
467.50
355.13
414.09
393.74
1.30
CONCLUSÕES
A concentração elevada de metais na água, no sedimento e nos organismos,
pressupõe uma maior vulnerabilidade à saúde humana proveniente desta contaminação e
da bioacumulação. A vulnerabilidade à saúde humana resultante da contaminação por
metais pesados pode ser resultante de duas rotas: a contaminação da água potável devido
à deficiência de tratamento, expondo a população à ingestão de doses de metais acima das
toleráveis; ou a ingestão através da rede alimentar pelo consumo de peixes. Em ambos os
casos, os macroinvertebrados bentônicos são excelentes indicadores de contaminantes,
uma vez que interagem diretamente com a interface coluna d´água e sedimento e serve de
base alimentar para muitos peixes. Desta forma, os altos níveis de metais encontrados
podem representar um quadro preocupante sobre o ecossistema como um todo, incluindo o
consumo humano.
Atualmente, o Brasil não possui constituição referente a níveis de metais para os
organismos macroinvertebrados bentônicos. Porém, a portaria n° 685 de 27 de agosto de
1998 (Brasil, 1998) fornece alguns parâmetros para comparação. Segundo esta portaria, a
concentração de chumbo para peixes e produtos de pesca seria 2,0 mg/Kg. Os níveis
encontrados foram de 9 a 38 vezes mais altos que o permitido, seguindo esta portaria. Para
cádmio, a mesma norma estabelece 1,0 mg/kg, sendo os valores encontrados, muito acima
do permitido; o mesmo acontece para mercúrio. Isto caracteriza situação alarmante e
extremamente prejudicial para o ecossistema como um todo.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BOUDOU, A. & RIBEYRE, F., Fundamental concepts in aquatic ecotoxicology. In: A.
Boudou & F. Ribeyre (eds), aquatic ecotoxicology, fundamental concepts and
methodologies, 1:35-75, 1989.
BRASIL, Portaria n0 685 de 27 de agosto de 1998. Diário Oficial,Brasília, DF, 24 set.
1998.
LORENZI, A.H., CAIN, D. J., PARCHASO, F. THOMPSON, J.K., LUOMA, S.N.,
HORNBERGER, M.I., DYKE, J.L., Near-Field Receiving Water Monitoring of Trace
Metals and a Benthic Community Near the Palo Alto Regional Water Quality
Control Plant in South San Francisco Bay, California: 2007. U.S. Geological Survey
Open File Report 2008-1180. Menlo Park, California. 127pp, 2008.
PEDROSO, F., BONETTO, C. A. & ZALOCAR, Y., A comparative study on phosphorus
and nitrogen transport in the Parana, Paraguay and Bermejo rivers. In: Tundisi, J.
G. (ed.). Limnologia e manejo de represas. EESC- SP/CRHEA/ACIESP, São Carlos.
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TUNDISI, J. G. Água no século XXI. Enfrentando a Escassez. Rima Editora, IIE, São
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Method
3050
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1998.
Disponível
846/pdfs/3050b.pdf>. Acesso em: junho 2007.
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<http://www.epa.gov/SW-