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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB

    PROGRAMA DE PS - GRADUAO EM MEIO AMBIENTE E RECURSOS HDRICOS

    AVALIAO E IDENTIFICAO DA TOXICIDADE DE AMOSTRAS DE GUA E SEDIMENTO DO RESERVATRIO

    DE FUNIL, RJ

    Mariana de Freitas Matos

    Itajub, Junho de 2011

  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB

    PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM MEIO AMBIENTE E RECURSOS HDRICOS

    Mariana de Freitas Matos

    AVALIAO E IDENTIFICAO DA TOXICIDADE DE AMOSTRAS DE GUA E SEDIMENTO DO RESERVATRIO

    DE FUNIL, RJ

    Dissertao submetida ao Programa de Ps-Graduao em

    Meio Ambiente e Recursos Hdricos como parte dos requisitos

    para obteno do Ttulo de Mestre em Cincias em Meio

    Ambiente e Recursos Hdricos.

    rea de Concentrao: Meio Ambiente e Recursos Hdricos

    Orientadora: Profa. Dra. Ana Lcia Fonseca Co-orientadora: Dra. Clarice Maria Rispoli Botta

    Junho de 2011 Itajub - MG

  • Ficha catalogrfica elaborada pela Biblioteca Mau Bibliotecria Jacqueline Balducci- CRB_6/1698

    M433a Matos, Mariana de Freitas Avaliao e identificao da toxicidade de amostras de gua e sedimento do Reservatrio de Funil, RJ / Mariana de Freitas Matos. -- Itajub, (MG) : [s.n.], 2011.

    59 p.: il. Orientadora: Profa. Dra. Ana Lcia Fonseca. Coorientadora: Dra. Clarice Maria Rispoli Botta. Dissertao (Mestrado) Universidade Federal de Itajub. 1. Ensaios de toxicidade. 2. Toxicidade aguda. 3. Amostras ambientais. 4. Reservatrio de Funil. I. Fonseca, Ana Lcia, orient. II. Botta, Clarice Maria Rispoli, coorient. III. Universi_ dade Federal de Itajub. IV. Ttulo.

  • Mariana de Freitas Matos

    Avaliao e Identificao da Toxicidade de amostras de gua e sedimento do

    Reservatrio de Funil, RJ

    Dissertao de mestrado submetida ao Programa de Ps-Graduao em Meio

    Ambiente e Recursos Hdricos como parte dos requisitos para obteno do Ttulo de Mestre

    em Cincias em Meio Ambiente e Recursos Hdricos.

    Aprovada em 27 de junho de 2011.

  • AGRADECIMENTOS

    Professora Ana Lcia, pela orientao durante o mestrado, pelos ensinamentos

    passados desde a iniciao cientfica na graduao, pela confiana, pacincia e amizade.

    Dra. Clarice, por aceitar a co-orientao deste trabalho, por auxiliar nas prticas de

    laboratrio e por esclarecer as inmeras dvidas surgidas.

    FURNAS, por possibilitarem a realizao deste trabalho atravs do suporte nas

    coletas, pela boa vontade de todos os funcionrios do sistema de monitoramento.

    Ao Centro de Recursos Hdricos e Ecologia Aplicada (CRHEA), especialmente ao

    Amndio Nogueira, funcionrio do Laboratrio de Ecotoxicologia e Ecofisiologia Aqutica,

    ao ex-aluno Danilo Barbosa, e Maressa, por me receberem e me ajudarem nas primeiras

    prticas realizadas.

    Ao Prof. Dr. Antnio Mozeto, por gentilmente nos atender no Laboratrio de

    Biogeoqumica Ambiental da Universidade Federal de So Carlos, s suas alunas Ana Paula e

    Aline, e ao funcionrio Ronaldo, por me ajudarem nas anlises realizadas.

    Ao Prof. Dr. Andr Ferraz, por gentilmente nos atender no Laboratrio de Cincias da

    Madeira da Escola de Engenharia de Lorena - USP.

    Profa. Dra. Arnola Rietzler pela ajuda com os materiais para a pesquisa.

    Isabel Rocha, doutoranda da UFRJ, pelos artigos e pela ateno.

    Universidade Federal de Itajub, ao Instituto de Recursos Naturais e seus

    professores, pelos ensinamentos adquiridos desde a graduao at o mestrado. Aos

    funcionrios dos laboratrios da UNIFEI, Cludio, Tnia, Joo Luiz, Paulo, Joo Vitor e

    Elaine, por me ajudarem no dia-a-dia no laboratrio e nas prticas realizadas.

    Maria Rita por me ajudar nos experimentos de laboratrio e aos colegas do

    MEMARH que em algum momento me ajudaram durante o perodo de mestrado.

    Aos professores Dra. Milady e Dr. Arcilan pela participao na banca de qualificao

    e sugestes muito vlidas ao trabalho.

    Aos meus pais, Joo e Augusta, por estarem sempre presentes, pela prontido,

    dedicao, e simplesmente por serem meus pais! Aos meus irmos Thiago e Flvio, e demais

    familiares, por sempre me ajudarem quando eu pedia. Ao meu namorado Artur pela ajuda no

    trabalho de campo e pelo companheirismo.

    CAPES pela bolsa de estudo.

  • RESUMO

    MATOS, M. F. Avaliao e Identificao da Toxicidade de amostras de gua e sedimento

    do Reservatrio de Funil, RJ. Dissertao (Mestrado em Meio Ambiente e Recursos

    Hdricos). Universidade Federal de Itajub, Itajub, MG. 2011.

    O Reservatrio da Usina Hidreltrica de Funil, inserido na bacia do Rio Paraba do

    Sul, recebe o aporte contnuo de nutrientes, apresentando caractersticas de um sistema

    altamente eutrofizado, com intensas floraes de cianobactrias. Estudos comprovaram a

    presena de diversos contaminantes na gua e no sedimento do reservatrio, assim como

    ensaios de toxicidade com organismos zooplanctnicos tem mostrado efeitos agudos e

    crnicos. Este trabalho teve como objetivo identificar os possveis compostos ou classe de

    compostos causadores da toxicidade, atravs da utilizao dos procedimentos de Avaliao e

    Identificao de Toxicidade (AIT). Foram realizadas trs amostragens de gua superficial e

    sedimento em dois pontos do reservatrio, sendo que para o sedimento, os ensaios foram

    conduzidos com a fase lquida, a partir da extrao da gua intersticial, de acordo com os

    procedimentos da Fase I da AIT propostos pela USEPA (1991; 2007). Os ensaios de

    toxicidade iniciais mostraram efeito agudo a Daphnia similis nas amostras de gua das trs

    campanhas de campo (abril e outubro/2010, janeiro/2011) e apenas na primeira para a amostra

    de sedimento. Os resultados indicaram que a toxicidade da gua devida a compostos

    orgnicos cidos ou bsicos, que sofreram degradao, oxidao ou volatilizao e no apenas

    presena de cianobactrias comumente encontradas no reservatrio, visto que a gua perde

    sua toxicidade rapidamente (menos de uma semana). Para a amostra de sedimento, a

    toxicidade pode ser causada pela presena de metais, amnia e compostos orgnicos pH

    dependentes. Trata-se de uma primeira tentativa de identificao dos compostos causadores

    de toxicidade realizada no Reservatrio de Funil, cujos resultados necessitam ser refinados,

    principalmente no que tange s causas da perda de toxicidade da gua em curto perodo de

    tempo. Por outro lado, a metodologia usada pode servir como suporte a estudos de

    recuperao deste ecossistema.

    Palavras-chave: Ensaios de Toxicidade. Toxicidade Aguda. Amostras Ambientais.

    Reservatrio de Funil.

  • ABSTRACT

    MATOS, M. F. Toxicity Identification and Evaluation of water and sediment samples

    from the Funil Reservoir, RJ. Dissertation (Masters degree in Environment and Water

    Resources). Universidade Federal de Itajub, Itajub, MG. 2011.

    The reservoir of the Funil Hydroelectric Powerplant, located at the Paraiba do Sul

    River watershed, receives continuous nutrient input, with characteristics of a highly

    eutrophized system, with intense blooms of cyanobacteria. Studies have shown the presence

    of various contaminants in water and sediment of the reservoir, as well as toxicity tests with

    zooplankton have shown acute and chronic effects. This study aimed to identify possible

    compounds or classes of compounds that cause toxicity through the use of the Toxicity

    Identification and Evaluation (TIE) procedures. Three samples from surface water and

    sediment were carried out at two points of the reservoir. For the sediment, the tests were

    conducted with the liquid phase, based on the extraction of interstitial water, according to the

    TIE Phase I procedures proposed by USEPA (1991; 2007). Initial toxicity tests showed acute

    effect on Daphnia similis on all water samples (field campaigns of April and October/2010,

    January/2011) and on the first campaign for the sediment sample. According to the results, the

    water toxicity was due to acid or basic organic compounds, which have suffered degradation,

    oxidation or volatilization and not only due to the presence of cyanobacteria commonly found

    in the reservoir, since the water sample loses its toxicity rapidly (less than one week).

    Concerning the sediment sample, the toxicity can be caused by the presence of metals,

    ammonia and of pH dependent organic compounds. This is a first attempt to identify the

    compounds that cause toxicity held at the study site. Therefore, these results must be refined,

    especially regarding the causes of water toxicity decay in a short period of time. On the other

    hand, it is demonstrated that the proposed methodology can be a very useful tool for recovery

    studies of this ecosystem.

    Keywords: Toxicity Tests. Acute Toxicity. Environmental Samples. Funil Reservoir.

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 - Bacia Hidrogrfica do Rio Paraba do Sul (CEIVAP, 2010). .................................. 15

    Figura 2 - Localizao do Reservatrio da UHE de Funil (FERRO-FILHO et al., 2009b). . 17

    Figura 3 - Florao de cianobactrias no reservatrio de Funil em 12/01/2010 (Autora). ....... 18

    Figura 4 - Pontos de amostragem. P1 prximo barragem e P2 no corpo do reservatrio. .... 21

    Figura 5- Etapas da Fase I realizadas na 1 campanha com a amostra de gua de P2. ............. 26

    Figura 6 - Etapas da Fase I realizadas na 2 e 3 campanhas com a amostra de gua de P2. ... 27

    Figura 7 - Etapas da Fase I realizadas na 1 camapanha com a gua intersticial da amostra de sedimento de P1. ....................................................................................................................... 31

    Figura 8 - Imobilidade de D. similis expostas s amostras de gua dos pontos P1 e P2 do reservatrio de Funil aps exposio aguda. ............................................................................ 36

    Figura 9 - Imobilidade de D. similis expostas s amostras de gua intersticial de P1 e P2 em ensaios de toxicidade aguda. .................................................................................................... 37

    Figura 10 - Imobilidade de D. similis expostas aos tratamentos de AIT em ensaios de toxicidade aguda para a amostra de gua do ponto P2 do reservatrio de Funil. ..................... 39

    Figura 11 - Imobilidade de D. similis expostas s amostras do ponto P2 do reservatrio de Funil em testes bases de toxicidade aguda. .............................................................................. 42

    Figura 12 - Imobilidade de D. similis expostas aos primeiros tratamentos de AIT. Ensaios de toxicidade aguda em 24 horas para a amostra de gua intersticial do ponto P1 do reservatrio de Funil. .................................................................................................................................... 45

    Figura 13 - Imobilidade de D. similis no segundo dia de tratamento de AIT. Ensaios de toxicidade aguda em 24 horas para a amostra de gua intersticial do ponto P1 do reservatrio de Funil. .................................................................................................................................... 46

    Figura 14 - Imobilidade de D. similis expostas a tratamentos de AIT com ajuste de pH, Tiossulfato de sdio e EDTA. Ensaios de toxicidade aguda em 24 horas para a amostra de gua intersticial de P1. .............................................................................................................. 47

    Figura 15 - Carta controle de sensibilidade de D. similis KCl (CRHEA/USP). .................... 58

    Figura 16 - Carta controle de sensibilidade de C. silvestrii NaCl (CRHEA/USP). ............... 58

    Figura 17 - Carta controle de sensibilidade de D. similis NaCl (UNIFEI). ........................... 59

    Figura 18 - Carta controle de sensibilidade de C. silvestrii NaCl (UNIFEI). ........................ 59

  • LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Anlise qumica das amostras de gua obtidas nos dois pontos amostrais (P1 e P2) do reservatrio de Funil em abril/2010..................................................................................... 33

    Tabela 2 - ndice do Estado Trfico e grau de trofia do reservatrio de Funil no ms de abril/2010. ................................................................................................................................. 33

    Tabela 3 - Teores mdios de areia, silte e argila das amostras de sedimento dos dois pontos amostrais (P1 e P2) do reservatrio de Funil. ........................................................................... 33

    Tabela 4 - Porcentagem de matria orgnica das amostras de sedimento dos dois pontos amostrais (P1 e P2) do reservatrio de Funil. ........................................................................... 34

    Tabela 5 - Concentrao de metais totais encontrados na amostra de sedimento do ponto amostral (P1) prximo barragem do reservatrio de Funil. ................................................... 34

    Tabela 6 Nveis de classificao estabelecidos pela Conama 344/04 (BRASIL, 2004) dos metais encontrados na amostra do sedimento do reservatrio de Funil. .................................. 35

    Tabela 7 - Sobrevivncia e nmero de neonatas de C. silvestrii expostas s amostras de gua de P1 e P2 em teste de toxicidade crnica. ............................................................................... 36

    Tabela 8 - Sobrevivncia e nmero de neonatas de C. silvestrii expostas s amostras de gua intersticial de P1 e P2 em ensaio de toxicidade crnica em outubro/2010............................... 38

  • SUMRIO

    1 INTRODUO .................................................................................................................... 1 2 OBJETIVOS ......................................................................................................................... 3

    2.1 OBJETIVO GERAL ......................................................................................................... 3 2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS ........................................................................................... 3

    3 REVISO BIBLIOGRFICA ............................................................................................ 4 3.1 AVALIAO E IDENTIFICAO DA TOXICIDADE AIT .................................... 4

    3.1.1 Fase I Caracterizao ........................................................................................... 7 3.1.2 Fase II Identificao ........................................................................................... 10 3.1.3 Fase III Confirmao ......................................................................................... 11 3.1.4 Utilizao do estudo de AIT no Brasil ................................................................. 12

    3.2 REA DE ESTUDO ...................................................................................................... 15 3.2.1 Bacia do Rio Paraba do Sul ................................................................................. 15 3.2.2 Reservatrio da Usina Hidreltrica de Funil ...................................................... 16

    4 MATERIAL E MTODOS ............................................................................................... 21 4.1 COLETA E ARMAZENAMENTO DAS AMOSTRAS ............................................... 21 4.2 CULTIVO E CONTROLE DE QUALIDADE DOS ORGANISMOS-TESTE ............ 22 4.3 ANLISES FSICAS E QUMICAS DAS AMOSTRAS ............................................. 23 4.4 ENSAIOS DE TOXICIDADE INICIAIS ...................................................................... 24

    4.4.1 Amostras de gua .................................................................................................. 24 4.4.2 Amostras de gua intersticial do sedimento ........................................................ 24

    4.5 AVALIAO E IDENTIFICAO DA TOXICIDADE (AIT) .................................. 25 4.5.1 Amostra de gua .................................................................................................... 26 4.5.2 Amostra de gua intersticial do sedimento ......................................................... 30

    4.6 ANLISES ESTATSTICAS ........................................................................................ 31 5 RESULTADOS E DISCUSSO ....................................................................................... 32

    5.1 CONTROLE DE QUALIDADE DOS ORGANISMOS-TESTE .................................. 32 5.2 ANLISES FSICAS E QUMICAS DAS AMOSTRAS ............................................. 32 5.3 ENSAIOS DE TOXICIDADE INICIAIS ...................................................................... 35

    5.3.1 Amostras de gua .................................................................................................. 35 5.3.2 Amostras de gua intersticial do sedimento ........................................................ 37

    5.4 AVALIAO E IDENTIFICAO DA TOXICIDADE (AIT) .................................. 39 5.4.1 Amostra de gua .................................................................................................... 39 5.4.2 Amostra de gua intersticial do sedimento ......................................................... 44

    6 CONCLUSO ..................................................................................................................... 50 7 RECOMENDAES ......................................................................................................... 51 8 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................. 52 APNDICE A Cartas controle ........................................................................................... 58

  • 1

    1 INTRODUO

    O desenvolvimento industrial e o crescimento urbano intensos vm causando inmeros

    impactos sobre os recursos hdricos, refletindo diretamente na qualidade da gua. Inserido

    neste contexto encontra-se a bacia hidrogrfica do rio Paraba do Sul, principal manancial

    hdrico do estado do Rio de Janeiro, que percorre o eixo industrial dos estados de Minas

    Gerais, So Paulo e Rio de Janeiro. No seu percurso, recebe uma grande carga de poluentes

    urbanos e industriais, e tm acumulado de forma contnua e crescente, nutrientes e substncias

    txicas, apresentando srios problemas de contaminao e eutrofizao das suas guas

    (ALERJ, 2005; CEIVAP, 2010).

    O reservatrio da Usina Hidreltrica de Funil est inserido no rio Paraba do Sul,

    situado entre os municpios de Resende e Itatiaia, na divisa dos estados do Rio de Janeiro e

    So Paulo. O reservatrio serve como um decantador natural de sedimentos, considerado uma

    verdadeira barragem poluio recebida do Vale do Paraba paulista, melhorando a qualidade

    das guas a jusante. Submetido ao aporte contnuo de nutrientes, tem caractersticas de um

    sistema altamente eutrofizado, apresentando intensas floraes de cianobactrias produtoras

    de toxinas (FERRO-FILHO et al., 2009b).

    Estudos realizados por vrios autores tm mostrado a presena de diversos

    contaminantes na gua e no sedimento do reservatrio do Funil, bem como ensaios de

    toxicidade com organismos zooplanctnicos tem mostrado efeitos agudos e crnicos

    (BRANCO et al., 2002; ROCHA et al., 2002; PRIMO, 2006; FERRO FILHO et al., 2009b).

    Verificada a toxicidade neste reservatrio, a identificao dos compostos responsveis

    extremamente importante e necessria para aes de recuperao e gesto, visto a grande

    importncia do reservatrio de Funil no ambiente em que est inserido. Nesse sentido, a

    utilizao dos procedimentos de Avaliao e Identificao de Toxicidade (AIT) apresenta-se

    como um mtodo de grande utilidade.

    Os procedimentos de Avaliao e Identificao da Toxicidade (Toxicity Identification

    Evaluation - TIE) foram desenvolvidos pela Agncia de Proteo Ambiental dos Estados

    Unidos, desenvolvidos inicialmente para efluentes industriais. Estudos posteriores

    demonstraram que tambm podem ser utilizados com sucesso para a identificao de

    compostos causadores de toxicidade em guas superficiais, solubilizados de resduos

    perigosos, fraes aquosas de sedimento e sedimento total (USEPA, 1991a).

  • 2

    A AIT combina a quantificao da toxicidade com a identificao e confirmao do(s)

    composto(s) e/ou classe de compostos responsveis pela toxicidade e envolve 3 fases

    distintas. A fase I consiste na caracterizao da natureza fsico-qumica dos compostos

    responsveis pela toxicidade. A fase II essencialmente analtica e na fase III feita a

    confirmao do(s) agente(s) suspeito(s) de causar toxicidade (USEPA, 1991a).

    O uso deste procedimento vem se expandindo em diversos centros de pesquisa no

    Brasil, tendo sua aplicao em efluentes industriais, amostras de guas superficiais e

    sedimentos, em ambientes de gua doce e marinho (BOTTA, 2002; PIRES, 2006; BURATINI

    et al., 2007; NILIN, 2008; BARBOSA, 2010).

    Neste sentido, o presente trabalho visou identificar os possveis compostos causadores

    da toxicidade encontrada no reservatrio de Funil, atravs da aplicao do estudo de

    Avaliao e Identificao da Toxicidade em amostras de gua e de sedimento. Este trabalho

    complementa as informaes j obtidas por diversos estudos realizados neste ambiente, que

    buscam o entendimento da realidade local e a determinao de possveis medidas mitigadoras

    a serem implantadas na bacia.

  • 3

    2 OBJETIVOS

    2.1 OBJETIVO GERAL

    Realizar o estudo de Avaliao Ecotoxicolgica e Identificao da Toxicidade (AIT)

    em amostras de gua e sedimento do reservatrio de Funil, RJ.

    2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

    Avaliar a toxicidade de amostras de gua e sedimento (gua intersticial) por meio de

    ensaios ecotoxicolgicos, em diferentes perodos amostrais;

    Identificar os compostos ou classes de compostos responsveis pela toxicidade

    possivelmente observada, por meio do estudo de Avaliao e Identificao da

    Toxicidade;

    Obter conhecimento sobre a metodologia e prtica na realizao dos procedimentos do

    estudo de AIT;

    Implantar a tcnica de AIT no Laboratrio de Ecotoxicologia da UNIFEI.

  • 4

    3 REVISO BIBLIOGRFICA

    3.1 AVALIAO E IDENTIFICAO DA TOXICIDADE AIT

    As anlises fsicas e qumicas convencionais, utilizadas no monitoramento ambiental

    de corpos aquticos, no so completamente eficientes para avaliar o impacto ambiental dos

    poluentes sobre um ecossistema, pois no indicam as substncias causadoras de efeitos nos

    organismos e as inertes no ambiente. Portanto, os efeitos causados pelos poluentes s podem

    ser avaliados pelas indicaes dos organismos, atravs da conduo de testes de toxicidade e

    verificao da presena ou ausncia de organismos indicadores no ambiente. Com o aumento

    da diversidade e complexidade das substncias liberadas no ambiente, sem o conhecimento

    dos produtos de suas transformaes e interaes com outros compostos (aditivas,

    antagnicas ou sinergsticas), a importncia dos testes de toxicidade torna-se evidente

    (COSTA et al., 2008; MAGALHES e FERRO FILHO, 2008).

    A utilizao dos estudos ecotoxicolgicos encontra-se estabelecida nas legislaes

    vigentes de diversos pases. No Brasil, a Resoluo Conama 357/05 (BRASIL, 2005) utiliza

    os ensaios ecotoxicolgicos na classificao de corpos dgua. Entretanto, para os sedimentos,

    como a aplicao de ensaios ecotoxicolgicos recente, a legislao que pode ser seguida a

    Resoluo Conama 344/04 (BRASIL, 2004), elaborada para a avaliao de material a ser

    dragado. Estes documentos se baseiam apenas nos efeitos agudos e crnicos, utilizados nos

    ensaios ecotoxicolgicos padronizados com organismos representativos da coluna dgua ou

    dos sedimentos (BERTOLETTI e ZAGATTO, 2006).

    Os testes de toxicidade aguda avaliam os efeitos sobre organismos expostos s

    amostras em curto perodo de tempo, geralmente 1 a 4 dias, dependendo do organismo-teste,

    verificando usualmente a mortalidade (peixes) ou um efeito que antecede a mortalidade, como

    a imobilidade, no caso de invertebrados. Geralmente, os resultados so expressos em termos

    de CL50 (concentrao mediana letal a 50% dos organismos-teste) ou CE50 (concentrao

    mediana efetiva que imobiliza 50% dos organismos-teste) (ARAGO e ARAJO, 2006).

    Os testes crnicos so utilizados para estimar os efeitos gerados por contaminantes

    presentes em nveis sub-letais aos organismos, podendo-se avaliar efeitos na sobrevivncia,

    crescimento, reproduo, desenvolvimento de ovos, maturao e/ou comportamento, durante

    uma fase representativa do ciclo de vida, geralmente os iniciais, os quais so mais crticos. Os

  • 5

    resultados so expressos em CENO (maior concentrao que no causa efeito aos

    organismos-teste), CEO (menor concentrao que causa efeito aos organismos), VC (valor

    crnico), o qual corresponde mdia geomtrica entre CENO e CEO, ou ainda CI25%, que

    a concentrao nominal do agente txico, que causa reduo de 25% na reproduo dos

    organismos em relao ao controle experimental (ARAGO e ARAJO, 2006).

    Os estudos ecotoxicolgicos so amplamente utilizados visando identificar ambientes

    aquticos contaminados e caracterizar os efeitos adversos causados por uma amostra txica

    sobre organismos, porm, muitas vezes no so focados na identificao do composto

    qumico responsvel pela toxicidade. Dada a comprovao da toxicidade em amostras

    ambientais complexas, torna-se de extrema importncia a identificao dos compostos ou da

    classe de compostos responsveis, assim como a obteno de evidncias sobre as possveis

    interaes entre substncias e a biodisponibilidade dos compostos. Com isto, possvel obter

    subsdios cientficos para a tomada de aes de controle e recuperao de ambientes

    degradados, assim como para o estabelecimento de critrios de qualidade para o sedimento

    (BOTTA, 2002; MAGALHES e FERRO FILHO, 2008).

    Nesse sentido, a utilizao dos procedimentos de Avaliao e Identificao da

    Toxicidade (AIT), do ingls Toxicity Identification Evaluation TIE, tem-se apresentado

    como uma ferramenta extremamente til no estabelecimento das causas dos efeitos txicos.

    No procedimento de AIT a amostra lquida fracionada submetida a uma srie de

    manipulaes fsicas e qumicas, com a finalidade de eliminar ou reter os grupos de

    compostos txicos, seguindo aos testes de toxicidade. Portanto, o processo combina a

    quantificao e a identificao dos compostos responsveis pela toxicidade, sendo

    desenvolvido atravs de trs fases distintas e interligadas (BOTTA, 2002; PIRES, 2006).

    A Fase I tem como objetivo caracterizar as substncias txicas atravs de

    manipulaes fsicas e qumicas que alteram a biodisponibilidade de substncias com

    caractersticas similares. Para identificar os compostos, na Fase II, empregam-se mtodos de

    separao e concentrao dos componentes da amostra dentro das classes de compostos

    indicados na Fase I. Na Fase III realizada a confirmao dos compostos especficos

    responsveis pela toxicidade, indicados e identificados nas fases anteriores.

    A Agncia de Proteo Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) publicou este mtodo

    como parte dos protocolos de Avaliao e Reduo da Toxicidade ART (Toxicity Reduction

    Evaluation - TRE), utilizado na avaliao da toxicidade de efluentes industriais, pela

    necessidade de se atingir os nveis aceitveis exigidos pela legislao americana (USEPA,

    1991a). A ART um estudo especfico realizado em etapas, a fim de identificar os compostos

  • 6

    responsveis pela toxicidade, suas fontes, avaliar as opes de tratamento e controle, e por fim

    confirmar sua reduo. Deste modo, os resultados da AIT podem ajudar na aplicao de

    mtodos de controle, como substituio de produtos qumicos, modificao ou at eliminao

    de processos em indstrias (USEPA, 2001a).

    Estudos posteriores confirmaram a possibilidade de utilizao em amostras de guas

    superficiais (NORBERG-KING et al., 1991), solubilizados de resduos perigosos (KUEHL

    et al., 1990, apud BOTTA et al., 2006) ), fraes aquosas do sedimento e sedimento total

    (ANKLEY e SCHUBAUER-BERINGAN, 1995; HO et al., 2002).

    Visto que os compostos txicos presentes nos ambientes aquticos podem se depositar

    no sedimento e se associar a partculas, sofrer transformaes, serem absorvidos por

    organismos bentnicos ou liberados para a coluna dgua, a avaliao da toxicidade do

    compartimento sedimento tornou-se uma prtica importante na avaliao da qualidade de

    ecossistemas aquticos (ARAJO et al., 2006a). Diversos estudos tm demonstrado efeitos

    agudos e crnicos em sedimento de gua doce e marinho para vrias espcies (ANKLEY e

    SCHUBAUER-BERINGAN, 1995). Segundo os autores, apenas a avaliao da toxicidade

    no suficiente para aes regulatrias, sendo necessria a identificao dos compostos

    responsveis pela mesma.

    Visto que a AIT foi desenvolvida para amostras lquidas de efluentes, sua aplicao

    em sedimentos iniciou-se utilizando a gua intersticial como fase lquida (ANKLEY e

    MOUNT, 1996 apud BOTTA, 2002). A gua intersticial a frao lquida mais utilizada,

    podendo ser utilizado ainda o elutriato, tambm denominado solubilizado (USEPA, 1991b;

    ANKLEY e SCHUBAUER-BERINGAN, 1995). Considerando que existem algumas

    interferncias relacionadas com a utilizao da gua intersticial nos estudos de AIT (HO et

    al., 2002), alguns estudiosos iniciaram o desenvolvimento desse mtodo com o sedimento

    total, o qual j se encontra includo no protocolo da USEPA (2007) e vem sendo utilizado por

    diversos pesquisadores (HO et al., 2002; PHILLIPS et al., 2006, WESTON et al., 2007 apud

    BARBOSA, 2010; PHILLIPS et al., 2009)

    A utilizao da AIT em amostras de sedimento tem-se limitado identificao de

    metais, compostos orgnicos no polares, amnia e cido sulfdrico (USEPA, 2007), sendo a

    amnia o contaminante mais freqentemente encontrado em amostras de sedimento (BOTTA,

    2002).

    O estudo de Avaliao e Identificao da Toxicidade deve ser incorporado nos

    programas de controle, monitoramento e gesto dos recursos hdricos, pelos rgos

    ambientais, devido importncia da identificao de classes especficas de contaminantes

  • 7

    responsveis pela toxicidade em um ambiente influenciado por diversas fontes de poluio

    (BOTTA, 2002). Essa identificao direciona os estudos para os compostos realmente

    responsveis pela toxicidade e sua fonte de descarga, permitindo o estabelecimento de

    programas efetivos de remediao (BURGESS et al., 1995 apud NILIN, 2008).

    As tcnicas de AIT vm sendo utilizadas em diversos pases, com nmero crescente de

    trabalhos publicados, destacando-se que a maior parte destes refere-se identificao de

    compostos em efluentes industriais. Esta expanso demonstra a aceitao da tcnica tanto para

    o controle de efluentes industriais como a sua adequao a diversos ambientes de estudo,

    devido sua eficincia e flexibilidade (PIRES, 2006; BARBOSA, 2010).

    3.1.1 Fase I Caracterizao

    Seguindo as recomendaes propostas pela USEPA (1991a), aps a confirmao da

    toxicidade da amostra pelo teste de toxicidade inicial, inicia-se a fase I da AIT, onde

    manipulaes simples so realizadas, alterando a biodisponibilidade dos compostos, para

    remover ou alterar a sua toxicidade. Testes de toxicidade com organismos aquticos

    realizados simultaneamente com a amostra bruta e manipulada podem indicar a natureza das

    substncias txicas.

    As manipulaes realizadas nesta fase so: ajuste de pH (pH 3, pH 11); filtrao,

    aerao e extrao em coluna de C18 com ajuste de pH; tratamento com tiossulfato de sdio e

    EDTA (cido etilenodiaminotetractico) e graduao de pH (pH entre 6 e 9). Os princpios

    gerais de cada etapa seguem descritos resumidamente abaixo, segundo USEPA (1991a).

    Maiores detalhes podem ser encontrados em BOTTA (2002) e BOTTA et al. (2006).

    a) Ajuste de pH

    Na etapa de ajuste de pH, alquotas da amostra tem o pH alterado para pH 3 e pH 11,

    retornando ao pH inicial para a conduo dos testes de toxicidade. Mudanas no pH podem

    alterar a solubilidade, polaridade, volatilidade, estabilidade, especiao, biodisponibilidade e

    com isso a toxicidade, principalmente de cidos e bases. Muitos compostos orgnicos e

    inorgnicos podem ser degradados em funo da alterao de pH, com consequente perda da

  • 8

    toxicidade. Especialmente em pH 11, pode haver precipitao de compostos metlicos e

    orgnicos pelo processo de adsoro, levando perda de toxicidade.

    b) Filtrao com ajuste de pH

    O processo de filtrao em filtros de fibra de vidro ou de acetato de celulose fornece

    informaes sobre a presena de compostos txicos associados com materiais filtrveis. O

    grau em que um composto permanece adsorvido ou em soluo depende de vrios fatores,

    incluindo, carga e superfcie da partcula, polaridade e carga do composto e solubilidade. As

    alteraes de pH influenciam diretamente a solubilidade dos compostos, atuando na formao

    de compostos metlicos insolveis, na transformao de cidos e bases orgnicos da forma

    inica para a forma no inica, na alterao da polaridade dos compostos txicos aumentando

    a fora de associao entre o composto txico e o particulado, e na destruio ou dissoluo

    das partculas de forma a remover a superfcie de adsoro ou mesmo alterar o equilbrio

    dissolvido/adsorvido. A reduo da toxicidade est associada remoo dos compostos

    txicos atravs de precipitao, soro, mudanas no equilbrio ou volatilizao.

    c) Aerao com ajuste de pH

    A aerao da amostra tem o objetivo de identificar a toxicidade causada pela presena

    de compostos volteis, sublteis ou oxidveis. realizada tambm com ajuste de pH pois

    diferentes compostos podem ser removidos ou oxidados mais facilmente em diferentes

    valores de pH. Deve-se diferenciar se os efeitos foram causados pelo borbulhamento, pela

    oxidao ou sublao. Substituindo-se o ar pelo nitrognio e repetindo os testes de toxicidade

    com a amostra, pode-se definir se foi a oxidao ou o borbulhamento a causa da reduo de

    toxicidade. A reduo da toxicidade aps o borbulhamento com nitrognio est associada

    presena de compostos volteis. A aerao remove por sublao compostos como resinas

    cidas, sabes, detergentes e polmeros de estabilizao ou de coagulao utilizados em

    indstrias qumicas. Estes compostos possuem superfcies ativas que se unem na interface

    lquida/gs das bolhas de ar e nitrognio, depositando-se nas paredes dos recipientes das

    amostras. A reduo da toxicidade devida a compostos sublteis pode ser confirmada

    lavando-se as paredes do frasco de aerao com gua de diluio ou solvente.

  • 9

    d) Extrao em coluna de C18 com ajuste de pH

    A extrao em coluna de octadecil (C18) tem por objetivo identificar compostos

    orgnicos e complexos metlicos relativamente no polares. Na passagem pela coluna, os

    compostos presentes na amostra interagem em funo da polaridade e solubilidade com o

    octadecil e so extrados da amostra para o sorvente. O ajuste do pH para cido ou bsico

    permite extrair alguns compostos orgnicos cidos e bsicos que se tornam menos polares e

    predominantemente no ionizados, os quais sero adsorvidos na coluna. Aps a passagem da

    amostra necessrio fazer a eluio da coluna com metanol ou outro solvente para testes

    subseqentes caso ocorra reduo de toxicidade nesta etapa. Alguns metais tambm podem

    ficar retidos pela coluna, porm, para recuper-los deve-se eluir a coluna com gua de

    diluio em pH 3 ou pH 9, j que os metais geralmente no so eludos com metanol.

    e) Tratamento com tiossulfato de sdio

    Os testes com tiossulfato de sdio (Na2S2O3), um agente redutor e ao mesmo tempo

    quelante para alguns metais catinicos, tem por finalidade identificar a toxicidade devida a

    compostos oxidantes presentes na amostra, como cloro, oznio, dixidos, mono e

    dicloroaminas, brominas, ons de mangans, iodo e alguns orgnicos hidroflicos.

    Frequentemente, estes compostos na forma reduzida tendem a ser menos txicos. O

    tiossulfato de sdio pode formar complexos metlicos com alguns metais catinicos, tais

    como o cdmio, o cobre, a prata, o mercrio e o selnio. O gradiente de concentrao de

    tiossulfato de sdio escolhido deve ser baseado na CL50 do organismo teste, utilizando

    concentraes menores que esta, para no haver mortalidade associada toxicidade do

    tiossulfato.

    f) Tratamento com EDTA

    O tratamento da amostra com EDTA (cido etilenodiaminotetractico), um quelante

    orgnico que forma complexos metlicos relativamente no txicos, tem por finalidade

    detectar a presena de metais como alumnio, brio, cdmio, cobalto, cobre, ferro, chumbo,

    mangans, nquel, estrncio e zinco. O EDTA tem baixa especificidade para prata, cromo e

    tlio e no complexa metais aninicos. Assim como para o tiossulfato de sdio, o gradiente de

    concentrao de EDTA escolhido deve ser baseado na CL50 do organismo teste, e o aumento

  • 10

    da toxicidade pode estar relacionada com a toxicidade do EDTA. O EDTA tambm pode

    reduzir a toxicidade de surfactantes catinicos, portanto o resultado desta etapa deve ser

    comparado com os resultados da etapa de aerao. Como o EDTA um cido, a acidificao

    da amostra aps a sua adio (pH 4) pode mascarar os resultados caso exista outros

    contaminantes, como amnia ou sulfeto de hidrognio, determinando a importncia do

    controle do pH nessa etapa.

    g) Graduao de pH

    Na etapa de graduao de pH, o pH da amostra ajustado para uma faixa

    fisiologicamente aceitvel para os organismos antes dos testes, de pH 6 a pH 9, com a

    finalidade de indicar a presena de compostos dependentes do pH, principalmente amnia

    (NH3) e sulfeto de hidrognio (H2S). As alteraes de pH tambm podem afetar a toxicidade

    de muitos pesticidas ionizveis, e alterar a biodisponibilidade e toxicidade de alguns metais

    pesados e surfactantes. Em um composto dependente do pH o seu pK permite diferenas na

    dissociao na faixa de pH fisiologicamente tolervel, (de 6 a 9), e as duas formas do

    composto (ionizada e no-ionizada) devem causar toxicidade diferenciada aos organismos-

    teste. No caso da amnia, a forma no ionizada (NH3), mais txica, predomina em pH bsico,

    j no caso do sulfeto de hidrognio (H2S), a toxicidade maior em pH cido.

    h) Tratamentos adicionais

    Nos casos em que os tratamentos tradicionais acima descritos no forem eficientes na

    remoo da toxicidade, devem ser realizados tratamentos adicionais e/ou combinados, como

    combinaes dos tratamentos da Fase I, utilizao de resinas de troca inica, carvo ativado e

    outros ligantes (alm do EDTA), descritos com mais detalhes em USEPA (1991a).

    3.1.2 Fase II Identificao

    A partir dos resultados obtidos na fase I, inicia-se a fase II, com o objetivo de

    identificar compostos especficos dentre as diferentes classes indicadas na fase I. Os

    procedimentos da fase II so especficos para cada amostra em funo dos resultados

  • 11

    previamente obtidos. A identificao dos compostos feita atravs de tcnicas analticas

    variadas, envolvendo etapas de separao e/ou concentrao dos componentes da amostra e

    testes de recuperao da toxicidade, seguidos de anlises especficas (BOTTA et al., 2006).

    Conforme o protocolo da fase II da USEPA (1993a), os procedimentos tm-se

    limitado identificao de metais, compostos orgnicos no polares, amnia, surfactantes e

    cloro, que so os contaminantes mais comumente encontrados em efluentes industriais. No

    caso de compostos orgnicos no polares, utilizado a Cromatografia Gasosa com detector de

    massas, com uma anlise qualitativa dos compostos. J para os metais, a identificao feita

    utilizando-se Espectroscopia ptica de Emisso.

    3.1.3 Fase III Confirmao

    Na fase III, tendo como base os resultados obtidos nas fases anteriores, realizam-se os

    procedimentos necessrios para confirmar os compostos identificados como provveis

    causadores da toxicidade. Os procedimentos publicados no protocolo da USEPA (1993b)

    mais utilizados so resumidos abaixo, conforme descritos por BOTTA et al. (2006).

    a) Correlao: Deve-se estabelecer uma correlao entre a toxicidade observada com a

    toxicidade esperada em funo da concentrao medida do composto identificado;

    b) Sensibilidade relativa de diferentes espcies indicadoras: So realizados testes de

    sensibilidade com a amostra e a substncia suspeita com pelo menos duas espcies de

    sensibilidade diferente ao composto. Se as espcies apresentarem diferenas na

    sensibilidade em relao ao agente suspeito e amostra com o mesmo padro, o

    composto suspeito pode ser considerado verdadeiro;

    c) Observao de sintomas: Comparao de sintomas, como o tempo de mortalidade dos

    organismos teste expostos ao txico suspeito e amostra;

    d) Balano de massa: Pode ser utilizado quando a filtrao removeu a toxicidade e a

    extrao com solvente e/ou gua de diluio em pH 3 recuperou a toxicidade. No caso

    de compostos orgnicos podem-se realizar separaes cromatogrficas para fracionar

    as diferentes classes de compostos identificados. Estas fraes so testadas

    separadamente quanto toxicidade e a soma destas deve ser comparada com a

    toxicidade perdida na filtrao;

  • 12

    e) Extrao da amostra com resinas de troca inica: Realiza-se o tratamento da amostra

    com a resina especfica para o composto suspeito. Com a reduo da toxicidade aps o

    tratamento, o composto suspeito confirmado como o responsvel pela toxicidade;

    f) Contaminao de amostras de sedimento com o txico suspeito e comparao com o

    teste de toxicidade com a amostra.

    3.1.4 Utilizao do estudo de AIT no Brasil

    A avaliao e identificao da toxicidade tm sido realizada em alguns centros de

    pesquisa no Brasil, a partir do trabalho pioneiro de Bohrer (1993, apud PIRES, 2006) na

    aplicao de AIT para o efluente do Plo Petroqumico do Sul, RS. Outros estudos

    desenvolvidos desde ento foram aplicados principalmente em amostras de gua e sedimento,

    tanto para ambientes de gua doce como marinho.

    Badar-Pedroso (1999, apud BARBOSA, 2010) aplicou a AIT em amostras de

    efluentes de uma indstria petroqumca utilizando espcies de ourios-do-mar. Os resultados

    indicaram os compostos orgnicos apolares e a amnia como os principais responsveis pela

    toxicidade, e os metais e substncias associadas ao material particulado como contribuintes

    em menor proporo. O uso de zelita e da alga Ulva lactuca confirmaram a amnia durante a

    Fase III.

    Botta (2002) realizou o estudo de AIT em amostras de sedimento de trs reservatrios

    do estado de So Paulo (Barra Bonita, Salto Grande e Rasgo), utilizando o solubilizado

    como fase lquida. O reservatrio de Barra Bonita tem como principais formadores os rios

    Tiet e Piracicaba, recebendo descargas de guas residurias de ncleos urbanos altamente

    povoados e industrializados. Nos testes de toxicidade realizados, a reduo da toxicidade

    observada para C. dbia na etapa de graduao em pH 6 e pH 8 e no tratamento com EDTA

    pode estar associada presena dos metais cobre e/ou chumbo (pH 6) e nquel, zinco e/ou

    cdmio (pH 8). Portanto, o estudo de AIT indicou os metais como uma das classes de

    compostos qumicos responsveis pela toxicidade, sendo que essa evidncia pode ser

    confirmada pelas relaes entre metais e sulfetos volatilizveis por acidificao encontradas

    no estudo.

    O reservatrio de Salto Grande tem como principal formador o rio Atibaia, recebendo

    contribuio de resduos industriais e esgoto domstico. A toxicidade encontrada no

  • 13

    sedimento foi relacionada aos efeitos fisiolgicos da acidez, sendo que para V. fisheri

    sistema Microtox, os resultados obtidos mostraram que a acidez foi a principal causa da

    toxicidade. Em pH 9,5 a amostra permaneceu txica, sugerindo a presena de amnia,

    confirmada pelo tratamento com a resina zelita, que mostrou reduo da toxicidade

    (BOTTA, 2002).

    O reservatrio de Rasgo, no rio Tiet, tem as principais fontes de contaminao

    provenientes dos esgotos domsticos e industriais. Os resultados obtidos no estudo de AIT

    indicaram os compostos cidos volteis (cido sulfdrico), os compostos orgnicos no

    inicos e a amnia como possveis responsveis pela toxicidade com V. fisheri - sistema

    Microtox e C. dbia. Aps o tratamento da amostra com a resina zelita, a amnia foi

    confirmada como o principal composto responsvel pela toxicidade causada para C. dubia

    (BOTTA, 2002).

    Estudos ecotoxicolgicos foram conduzidos por Pires (2006) para avaliar a qualidade

    das guas do rio Sarapu, bacia da Baia de Guanabara, Rio de Janeiro, e dos efluentes lquidos

    do Plo Industrial de Belford Roxo, no curso final deste rio, cujas principais atividades so as

    linhas de produo de poliuretnicos e produtos veterinrios. Para a amostra de efluente, os

    tratamentos convencionais de AIT no apresentaram reduo de toxicidade em nenhuma das

    fraes e concentraes testadas com C. dubia. Devido elevada salinidade da amostra, foi

    introduzido o tratamento com resina de troca inica. Nos resultados obtidos houve reduo de

    toxicidade com D. similis pelos tratamentos de filtrao (em pH inicial e 11) e aerao (em

    pH inicial e 3), indicando toxicidade por slidos suspensos, sulfeto e ons, com destaque para

    o tratamento com resina aninica na reduo da toxicidade.

    Em novas campanhas, Pires (2006) utilizou uma coluna de troca inica mista

    (sequncia de colunas catinica e aninica), sendo o nico tratamento que apresentou reduo

    de toxicidade. A partir destes resultados, a confirmao da salinidade, indicada pelo on

    cloreto, (que apresentou maior coeficiente de correlao), como principal causador da

    toxicidade, foi feita pela comparao das curvas concentrao-resposta para D. similis das

    concentraes calculadas do on no efluente e das concentraes utilizadas no teste de

    sensibilidade com NaCl. Portanto, verificou-se que o principal efeito txico o desequilbrio

    inico causado pela salinidade, alm de efeitos aditivos de outras substncias encontradas nas

    amostras.

    Para a amostra de gua do rio Sarapu, coletada no ponto de descarte do efluente, os

    tratamentos de ajuste de pH e filtrao e aerao com ajuste de pH (inicial, 3 e 11)

    apresentaram reduo da toxicidade para D. similis. Desse modo, estimam-se como principais

  • 14

    agentes txicos os slidos suspensos, amnia e sulfeto, alm do fsforo, presente em elevada

    concentrao na amostra. No caso da amostra de gua do rio, no pode ser comprovada a

    eficincia da resina de troca inica, pois os resultados obtidos so semelhantes aos da amostra

    filtrada e no submetida troca inica (PIRES, 2006).

    Buratini et al. (2007) aplicaram as manipulaes da Fase I e Fase II da AIT em

    amostras de gua superficial do rio Baquirivu-Guau, na bacia do Alto Tiet. Para as trs

    amostras estudadas, apenas a extrao em coluna C18 reduziu a toxicidade de duas amostras

    espcie C. dbia, com recuperao da toxicidade no teste com o extrato eludo da coluna,

    indicando os compostos orgnicos apolares como responsveis pela toxicidade. Para outra

    amostra, apenas a adio de EDTA reduziu a toxicidade indicando toxicidade por metais

    catinicos, sendo o zinco identificado na Fase II.

    Nilin (2008) avaliou a qualidade do sedimento do esturio do rio Cear, em Fortaleza,

    Cear, que recebe efluentes industriais e domsticos, atravs de ensaios ecotoxicolgicos e do

    estudo de AIT com o elutriato de amostras de quatro pontos do esturio. De forma geral, os

    elutriatos dos quatro pontos tiveram a toxicidade reduzida para embries do ourio do mar

    Lytechinus variegatus aps as manipulaes de aerao, filtrao, adio de EDTA, adio de

    tiossulfato de sdio e Ulva sp., indicando que os responsveis pela toxicidade so a amnia,

    metais, compostos oxidveis, volteis e particulados. A aplicao de correlao linear e a

    anlise dos componentes principais entre os parmetros abiticos, metais e toxicidade no

    evidenciou correlao significativa dos metais pesquisados (Cu, Cr, Pb e Zn), frao de finos

    e de areia, carbonatos e matria orgnica com a toxicidade nos testes, sugerindo que outros

    contaminantes so os responsveis. Apesar dos resultados no serem conclusivos, pode-se

    observar que diversas classes qumicas so responsveis pela toxicidade no esturio.

    Barbosa (2010) aplicou a Fase I em amostras de gua e sedimento de nascentes na

    bacia do rio Mogi-Guau, municpio de Bom Repouso, MG, em ensaios crnicos com C.

    dubia. Para a amostra de gua, a graduao em pH 7 e o tratamento com tiossulfato de sdio

    (10 mg.L-1) reduziram a toxicidade. O sedimento foi analisado a partir do elutriato,

    apresentando reduo de toxicidade na graduao em pH 7 e pH 9 e na extrao em coluna

    C18, porm sem recuperao no teste com o elutriato. O autor atribuiu os efeitos a um

    conjunto de fatores, como baixo pH e dureza da amostra de gua alm de outras substncias,

    evidenciadas pelo teste de referncia realizado. Para o sedimento, o stress dos organismos e a

    presena de substncias orgnicas foram apontados como responsveis pela toxicidade.

  • 15

    3.2 REA DE ESTUDO

    3.2.1 Bacia do Rio Paraba do Sul

    A bacia do rio Paraba do Sul (Figura 1), situada na regio sudeste do Brasil, ocupa

    uma rea de aproximadamente 55.500 km, formada pelos estados de So Paulo (13.900 km),

    Rio de Janeiro (20.900 km) e Minas Gerais (20.700 km). No Rio de Janeiro, a bacia abrange

    63% da rea total do estado, enquanto em So Paulo e Minas Gerais, de apenas 5% e 4%,

    respectivamente. (CEIVAP, 2010).

    Figura 1 - Bacia Hidrogrfica do Rio Paraba do Sul (CEIVAP, 2010).

    Aproximadamente 14,2 milhes de pessoas se abastecem das guas provenientes desta

    bacia. Os principais usos da gua so para abastecimento, despejo de esgotos, irrigao e

    gerao de energia hidroeltrica, ocorrendo em menor escala a pesca, aqicultura, recreao,

    navegao, e outros. (Fundao COPPETEC, 2001 apud CEIVAP, 2010).

    A bacia abrange 180 municpios, sendo 39 no estado de So Paulo, 53 no Rio de

    Janeiro e 88 em Minas Gerais. Cerca de 90% dos municpios no possuem estao de

    tratamento de esgotos, despejando por dia aproximadamente 1 bilho de litros de esgoto sem

  • 16

    tratamento nos rios. Das 300 toneladas de DBO por dia que atingem a bacia, 86% so

    provenientes de efluentes domsticos e apenas 14% so de origem industrial. Alm dos

    problemas gerados pela descarga de efluentes nos rios, outras aes de grande impacto

    negativo somam-se na degradao da qualidade ambiental da bacia. Dentre elas destacam-se a

    disposio inadequada do lixo, o desmatamento indiscriminado, a retirada de recursos

    minerais para a construo civil, o uso no controlado de agrotxicos, a extrao abusiva de

    areia, a ocupao desordenada do solo, a pesca predatria, entre outros (CEIVAP, 2010).

    Por esses motivos, a qualidade de gua do rio Paraba do Sul vai se deteriorando ao

    longo de seu percurso. As usinas hidroeltricas construdas em diversos pontos da bacia foram

    responsveis pela alterao na hidrodinmica deste rio, e com o intenso aporte de nutrientes e

    contaminantes intenso, ocorrem srios problemas de contaminao e eutrofizao das guas

    dos reservatrios, reduzindo a biodiversidade aqutica e facilitando o acmulo de sedimentos

    (ALERJ, 2005).

    3.2.2 Reservatrio da Usina Hidreltrica de Funil

    O Reservatrio da Usina Hidreltrica de Funil (22o 30S e 44o 45W), administrada

    pela concessionria Eletrobrs Furnas, a primeira barragem do rio Paraba do Sul em rea

    fluminense, conforme Figura 2, localizado entre os municpios de Itatiaia e Resende. Sua

    construo foi finalizada em 1969, com a funo principal de gerar energia eltrica, mas

    tambm responsvel por regularizar a vazo do rio, atenuando o impacto de cheias nas

    cidades jusante, alm da grande importncia para o sistema eltrico por estar localizada

    prxima aos grandes centros consumidores (FURNAS, 2010).

    Com uma potncia de 216 MW, o reservatrio possui uma rea inundada de 40 km2,

    16.800 km2 de bacia de drenagem, sendo a maior parte situada em territrio paulista,

    profundidade mdia de 22 m, com mxima de 70 m no corpo central e tempo de residncia

    entre 10 e 50 dias (ROCHA et al., 2002).

  • 17

    Figura 2 - Localizao do Reservatrio da UHE de Funil (FERRO-FILHO et al., 2009b).

    Observa-se, atualmente, pouca cobertura vegetal em torno do reservatrio, com grande

    rea ocupada por pastagens, destacando a pecuria extensiva como a principal atividade

    econmica local. Tambm ocorre o cultivo de eucaliptos, como auxiliar no controle da eroso,

    mas no to eficiente como a cobertura florestal original, de mata atlntica (FIGUEREDO,

    2002). Sua bacia de drenagem tambm possui reduzida cobertura vegetal, devido expanso

    do plantio de caf na regio, e atualmente, por pastagens, o que intensifica os processos

    erosivos na regio (FERRO-FILHO et al., 2009b). Porm, segundo Figueredo (2002), o

    principal aporte de partculas em suspenso no reservatrio proveniente do rio Paraba do

    Sul, e no das margens do reservatrio, alm do lixo trazido por este rio.

    Pelo fato da maior parte da bacia de drenagem do reservatrio pertencer ao estado de

    So Paulo, a qualidade da gua sofre grande influncia das atividades desenvolvidas a

    montante. O tipo de ocupao da bacia hidrogrfica, com crescimento da populao e dos

    setores industrial e agrcola, so os principais fatores de degradao da qualidade da gua

    (INEA, 2010). A maior carga poluidora proveniente do trecho paulista da bacia, uma regio

    altamente urbanizada e de diversificado parque industrial, com indstrias de grande porte e

    potencial poluidor, existindo 19 indstrias qumicas, 26 metalrgicas e siderrgicas, 5

    indstrias de material eltrico e eletrnico, 1 petroqumica, 3 de papel e celulose, dentre

    outras alimentcias e txteis (PRIMO, 2006).

    O reservatrio de Funil atua como um decantador natural de material em suspenso e,

    conseqentemente, de outras substncias potencialmente txicas, melhorando a qualidade da

    gua do rio Paraba do Sul a jusante do reservatrio (FERRO-FILHO et al., 2009b;

  • 18

    FIGUEREDO, 2002; INEA, 2010). Cerca de 70 a 80% da carga de slidos em suspenso

    transportada pelo rio Paraba do Sul acumulada no reservatrio, sendo a maior parte

    depositada no seu trecho inicial (ALERJ, 2006).

    Diversos estudos demonstram a presena de metais pesados em elevadas

    concentraes na bacia do rio Paraba do Sul (AZCUE et al., 1987) e no reservatrio de Funil

    (ALERJ, 2005; 2006).

    Estes dados foram confirmados recentemente por Primo (2006). O autor identificou

    arsnio, nquel e chumbo em doze pontos de amostragem da bacia (montante, jusante e no

    reservatrio) e alumnio, cromo e ferro na maioria desses pontos apresentando concentraes

    na gua acima do mximo permitido pela Conama 357/05 para guas de classe II, onde se

    enquadra o rio Paraba do Sul. A maioria dos elementos estudados (Al, As, Cd, Cr, Fe, Mn,

    Ni, Pb) apresentou concentraes nas amostras de gua a montante do reservatrio superior s

    verificadas a jusante, e as maiores concentraes de Al, As, Cd, Fe, e Pb no sedimento foram

    verificadas em alguns pontos onde a concentrao desses elementos eram menores na gua,

    mostrando mais uma vez a funo de decantador do reservatrio. O autor identificou tambm

    a presena de arsnio, cdmio, cromo e chumbo no sedimento em quase todos os pontos

    estudados, sendo o ferro o elemento que apresentou as maiores concentraes.

    Como consequncia da poluio proveniente do rio Paraba, e o grande aporte de

    nutrientes, o reservatrio de Funil sofre um processo crescente de degradao e eutrofizao

    artificial em toda sua extenso, levando-o classificao na categoria de hipereutrfico

    (FERRO-FILHO et al., 2009b). Portanto, o reservatrio possui as condies ambientais

    adequadas ao desenvolvimento de floraes de cianobactrias, dentre elas as potencialmente

    produtoras de cianotoxinas. A Figura 3 ilustra uma florao de cianobactrias ocorrida neste

    reservatrio em janeiro de 2010.

    Figura 3 - Florao de cianobactrias no reservatrio de Funil em 12/01/2010 (Autora).

  • 19

    Estudos realizados pela Fundao Estadual de Engenharia do Meio Ambiente

    (FEEMA) no fim da dcada de 1970 demonstraram baixa produtividade primria e

    concentrao de fsforo, com dominncia de algas verdes (FEEMA, 1987 apud FERRO-

    FILHO et al., 2009b). Os estudos realizados entre 1987 e 1991 demonstraram alta

    concentrao de fsforo e dominncia de cianobactrias (FEEMA, 1989 apud FERRO-

    FILHO et al., 2009b). Um estudo posterior realizado por Bobeda (1993, apud Rocha et al,

    2002) verificou a presena constante da cianobactria Microcystis aeruginosa, com floraes

    capazes de produzir toxinas (microcistinas).

    O Instituto Estadual do Ambiente do Rio de Janeiro Inea realiza levantamentos de

    dados sobre a comunidade fitoplantnica no reservatrio de Funil. Os resultados demonstram

    a dominncia de cianobactrias, que chegam a atingir nveis de abundncia relativa acima de

    90% no vero, com dominncia de Microcystis aeruginosa flos-aquae, Mycrocystis sp. e

    Oscillatoria, formando intensas floraes (INEA, 2010). A distribuio espacial das floraes

    pode at ser mapeada por imagens de satlite coincidentes com episdios de alta concentrao

    de clorofila-a, onde a composio colorida resulta em colorao verde da gua do reservatrio

    (NOVO et al., 2009).

    Estudos realizados por Branco et al. (2002) e Rocha et al. (2002) durante o ano de

    1995, Ferro-Filho et al. (2009b) entre 2002 e 2006, e Rosa (2008), verificaram que a

    comunidade zooplanctnica possui dominncia de coppodos, seguido por rotferos e

    cladceros. Segundo os autores, as espcies presentes so geralmente encontradas em

    reservatrios eutrficos brasileiros, podendo atuar como indicadores do grau de trofia destes,

    onde as floraes de cianobactrias podem alterar a estrutura da comunidade zooplanctnica.

    Um amplo estudo realizado por Ferro-Filho et al. (2009b) no perodo de junho de

    2002 a maro de 2006 no reservatrio de Funil, mostrou uma tendncia no aumento da

    densidade de cianobactrias, sendo Anabaena circinalis, Cylindrospermopsis raciborskii e

    Microcystis spp. os principais txons encontrados, as quais so potencialmente produtoras de

    microcistinas (hepatotoxinas) e saxitoxinas (neurotoxinas). Tambm foram observados efeitos

    txicos em cladceros, alm de elevadas concentraes de toxinas no zooplncton.

    Ferro-Filho et al. (2008) observaram o efeito nos cladceros D. pulex e M. micrura,

    caracterizado pela paralisia total dos movimentos natatrios em funo da presena de

    saxitoxina, produzida por cepas de Cylindrospermopsis raciborskii isoladas do reservatrio de

    Funil. Os organismos foram expostos a diferentes concentraes celulares da referida

    cianobactria. O mesmo efeito foi observado nos ensaios com gua bruta, no qual por anlise

    de cromatografia lquida de alta eficincia (HPLC), detectou-se, alm de saxitoxina, a

  • 20

    presena de microcistina. Em outro trabalho, Ferro-Filho et al. (2009a) utilizaram duas

    espcies de zooplncton, Daphnia gessneri e Moina micrura, em testes agudos e crnicos

    com amostra da gua do reservatrio de Funil em diversas diluies. Os resultados mostraram

    efeitos adversos como mortalidade, paralisia, e reduzida taxa de crescimento populacional,

    sendo relacionados com a presena de toxinas de cianobactrias, principalmente microcistina

    e saxitoxina.

    A perda da qualidade ambiental do Reservatrio de Funil, consequente dos diversos

    impactos antrpicos na bacia do rio Paraba do Sul um fato preocupante, visto que este

    ambiente possui as condies favorveis ao desenvolvimento de floraes de cianobactrias,

    potencialmente produtoras de toxinas. Visando atender aos usos mltiplos dos reservatrios,

    faz-se necessrio um estudo amplo, atravs de levantamento, integrao e anlise de dados,

    identificao das fontes dos principais poluentes e monitoramento, facilitando a elaborao de

    medidas mitigadoras eficientes para a gesto da bacia deste reservatrio.

  • 21

    4 MATERIAL E MTODOS

    4.1 COLETA E ARMAZENAMENTO DAS AMOSTRAS

    As coletas das amostras de gua e sedimento foram realizadas em abril e outubro de

    2010 e em janeiro de 2011, em dois pontos de amostragem, indicados na Figura 4. O primeiro

    ponto (P1) situa-se prximo barragem, nas coordenadas 223142 S 443349 W, e o

    segundo ponto (P2), ao longo do corpo do reservatrio, com coordenadas 223350 S

    443537 W.

    Os pontos foram escolhidos com base em: dados de toxicidade da gua superficial

    deste reservatrio, observados em amostras coletadas prximo barragem (FERRO-FILHO

    et al., 2009a); dados da literatura que indicam que as partculas mais finas do sedimento, que

    apresentam maior grau de adsoro das molculas de pesticidas, bifenilas policloradas e

    metais, se depositam prximo barragem (CALHEIROS, 1993; BORGLIN et al., 1996); nos

    pontos do monitoramento realizado por Furnas no reservatrio, com intuito de facilitar as

    coletas, as quais foram realizadas com a ajuda dos funcionrios de Furnas, nos mesmos dias

    de coleta estabelecidos para o monitoramento da empresa.

    Figura 4 - Pontos de amostragem. P1 prximo barragem e P2 no corpo do reservatrio.

    -44.72 -44.7 -44.68 -44.66 -44.64 -44.62 -44.6 -44.58 -44.56 -44.54-22.65

    -22.6

    -22.55

    -22.5

    Reservatrio de Funil

    Longitude

    Latitu

    de

    Reservatrio

    P1

    P2

  • 22

    As amostras de gua foram coletadas a 1 metro da superfcie, com uma garrafa de Van

    Dorn e transferidas para gales de 10 litros previamente lavados e identificados.

    Para as amostras de sedimento utilizou-se uma draga de Petersen. Para cada ponto de

    coleta foram realizadas 10 dragadas, possibilitando a obteno de volume de sedimento

    suficiente para a extrao da gua intersticial, determinao do teor de matria orgnica e

    granulometria. As amostras de sedimento coletadas foram dispostas em bandeja plstica,

    homogeneizados e acondicionadas em sacos plsticos no txicos.

    Imediatamente, as amostras de gua e sedimento foram dispostas em caixa de isopor

    com gelo, e transportadas para o Laboratrio de Ecotoxicologia da UNIFEI, onde foram

    armazenadas a 4C. Na segunda e terceira coletas, as amostras de sedimento foram

    congeladas.

    Na primeira coleta, as amostras mantidas em gelo foram enviadas para o Centro de

    Recursos Hdricos e Ecologia Aplicada CRHEA, da USP de So Carlos. A primeira etapa

    deste trabalho foi realizada no Laboratrio de Ecotoxicologia e Ecofisiologia Aqutica da

    referida instituio, com a finalidade de aprendizado da tcnica de AIT, atravs do

    acompanhamento da Profa. Dra. Clarice M. Rispoli Botta, co-orientadora da presente

    dissertao, possibilitando a realizao das etapas posteriores no Laboratrio de

    Ecotoxicologia da UNIFEI.

    4.2 CULTIVO E CONTROLE DE QUALIDADE DOS ORGANISMOS-TESTE

    As espcies utilizadas nos experimentos foram os cladceros Daphnia similis e

    Ceriodaphnia silvestrii. Tanto no laboratrio do CRHEA/USP como no da UNIFEI, os

    organismos so cultivados de acordo com as recomendaes das normas brasileiras da ABNT

    (NBR 12713:2009; NBR 13373:2005), com gua de fonte natural, sendo a dureza de 40 a 48

    mg.L-1 de CaCO3, pH entre 7,0 e 7,6, condutividade eltrica aproximada de 160 S.cm-1 e

    oxignio dissolvido entre 7,5 e 8,0 mg.L-1. Os cristalizadores so mantidos em estufa

    incubadora a 23C 2 e fotoperodo de 12 horas. A troca de gua do cultivo realizada a

    cada dois dias, sendo utilizado como alimento uma concentrao de 105 cels.ml-1 da clorofcea

    Pseudokirchineriela subcaptata, e um composto preparado com rao para peixe fermentada

    e levedura a 1 ml.L-1.

  • 23

    Para avaliar o estado de sade dos organismos foram realizados testes de sensibilidade

    com substncias de referncia (ZAGATTO, 2006) de acordo com os procedimentos descritos

    pela NBR 12713 (ABNT, 2009). No laboratrio do CRHEA/USP, os testes de toxicidade

    aguda para avaliao da sensibilidade das culturas de D. similis e C. silvestrii so feitos

    mensalmente com soluo de cloreto de potssio (KCl) e cloreto de sdio (NaCl),

    respectivamente. No laboratrio da UNIFEI, utiliza-se cloreto de sdio (NaCl) para ambas as

    espcies. A CE50 48 h foi calculada atravs do mtodo estatstico Trimmed Spearman

    Karber (HAMILTON et al., 1977), compondo os dados que geram a carta-controle

    (ZAGATTO, 2006).

    4.3 ANLISES FSICAS E QUMICAS DAS AMOSTRAS

    A quantificao dos teores de nutrientes (Srie do Nitrognio e Fsforo), slidos totais

    e dissolvidos e clorofila das amostras de gua dos dois pontos amostrais foi realizada por

    FURNAS, dentro da rotina do Sistema de Monitoramento Limnolgico da Qualidade da gua

    desta empresa. Com estes dados, determinou-se o ndice do Estado Trfico (IET) do

    reservatrio, considerando o teor de fsforo total e clorofila-a, conforme CETESB (2011).

    Para a quantificao das fraes texturais realizou-se a anlise granulomtrica,

    utilizando-se o Mtodo da Pipeta desenvolvido pela EMBRAPA (1997). Na 1 coleta esta

    anlise foi realizada apenas para a amostra de P1, e na 2 e 3 para os dois pontos.

    As porcentagens de matria orgnica e inorgnica dos sedimentos foram obtidas

    atravs do mtodo de incinerao (APHA Standard Methods, 1992). Esta anlise foi

    realizada na 1 coleta apenas para P1 e na 2 coleta para os dois pontos. As anlises acima

    mencionadas foram realizadas no Laboratrio de Solos da UNIFEI.

    A presena e concentrao de metais totais na amostra de sedimento de P1 da 1 coleta

    foram analisadas no Laboratrio de Biogeoqumica Ambiental da Universidade Federal de

    So Carlos UFSCar, pelo mtodo 3050B, atravs de digesto cida, proposto pela USEPA

    (1996).

    Com o uso dos aparelhos descritos entre parnteses, os parmetros pH (CRHEA:

    Micronal B374; UNIFEI: Digimed DM - 20), oxignio dissolvido (CRHEA: YSI 55-25 FT;

    UNIFEI: Handylab OX1/set) e condutividade (CRHEA: Orion 145 Plus; UNIFEI: Alfa Mare

  • 24

    mcA 150) foram determinados no incio e fim dos ensaios. A dureza foi determinada somente

    no incio, atravs de titulao.

    4.4 ENSAIOS DE TOXICIDADE INICIAIS

    4.4.1 Amostras de gua

    Em todas as coletas, os ensaios de ecotoxicidade iniciais foram realizados com as

    amostras dos dois pontos (P1 e P2, Figura 4), sendo que nos ensaios de toxicidade aguda foi

    utilizada a espcie D. similis e nos ensaios de toxicidade crnica a espcie C. silvestrii,

    conforme NBR 12713 e NBR 13373 (ABNT, 2009; 2005), respectivamente. Optou-se por

    iniciar os ensaios de toxicidade crnica no mesmo dia dos ensaios de toxicidade aguda, para

    obteno da resposta crnica em menor intervalo de tempo, caso as amostras no

    apresentassem efeito agudo para D. similis. Na 2 e 3 amostragens, os ensaios foram iniciados

    no mesmo dia da coleta. Na 2 coleta, realizou-se o ensaio de toxicidade crnica apenas com a

    amostra de P2.

    Nos ensaios de toxicidade aguda foram utilizadas 4 rplicas de 10 ml com 5

    organismos em cada, alm do controle, com leitura dos ensaios aps 48 horas. Para os ensaios

    de toxicidade crnica foram utilizadas 10 rplicas de 15 ml contendo 1 organismo em cada,

    alm do controle. A troca das guas foi realizada a cada 2 dias, quando era feita a contagem

    dos neonatos e a alimentao.

    4.4.2 Amostras de gua intersticial do sedimento

    A toxicidade do sedimento foi avaliada utilizando-se a gua intersticial como fase

    lquida. Na primeira amostragem, para os ensaios de toxicidade inicial, uma pequena alquota

    das amostras de sedimento dos dois pontos (P1 e P2) foi centrifugada por 10 minutos a 2000

    rpm (centrfuga FANEM 204/NR), seguindo-se imediatamente montagem dos ensaios.

    Foram realizados ensaios de toxicidade aguda conforme NBR 12713 (ABNT, 2009) com D.

  • 25

    similis e C. silvestrii, utilizando 4 rplicas de 10 ml com 5 organismos em cada, sem diluio

    das amostras, alm do controle, e leitura aps 48 horas.

    Posteriormente, a amostra de P1 foi centrifugada em centrfuga refrigerada (MLW

    K26) por 30 minutos a 5000 rpm, no Laboratrio de Biogeoqumica Ambiental da

    Universidade Federal de So Carlos UFSCar. A gua intersticial obtida foi mantida

    refrigerada at o incio das manipulaes do mtodo de Avaliao e Identificao da

    Toxicidade (AIT).

    Na segunda amostragem, a extrao da gua intersticial das amostras dos dois pontos

    foi feita por congelamento e descongelamento, seguida de centrifugao por 10 minutos a

    3000 rpm em centrfuga refrigerada (JOUAN CR4i), no Laboratrio da Escola de Engenharia

    de Lorena USP. A gua intersticial obtida foi mantida refrigerada at a realizao dos

    ensaios iniciais. Foram realizados ensaios de toxicidade aguda com D. similis e de toxicidade

    crnica com C. silvestrii, conforme NBR 12713 e NBR 13373 (ABNT, 2009; 2005),

    respectivamente, como descrito para as amostras de gua.

    Na terceira amostragem, pequenas alquotas das amostras de P1 e P2 foram

    centrifugadas por 30 minutos a 5000 rpm, em centrfuga refrigerada (MEGAFUGE 16R), no

    Laboratrio de Ecotoxicologia da UNIFEI, seguindo-se imediatamente montagem dos

    ensaios de toxicidade iniciais. Foram realizados apenas ensaios agudos com D. similis

    conforme NBR 12713 (ABNT, 2009), sendo 4 rplicas de 10 ml com 5 organismos em cada,

    sem diluio das amostras, alm do controle.

    4.5 AVALIAO E IDENTIFICAO DA TOXICIDADE (AIT)

    Tanto para as amostras de gua como para o sedimento, os procedimentos realizados

    nas etapas da Fase I com a amostra e o branco (gua de cultivo submetida aos mesmos

    procedimentos) seguiram as recomendaes da USEPA (1991a; 2007), utilizando a espcie D.

    similis, sendo descritos a seguir e apresentados na forma de fluxograma nas Figuras 5, 6 e 7.

    Tambm foram utilizados os controles, ou seja, ensaios somente com a gua de

    cultivo, para checar a qualidade dos organismos-teste, da gua e das condies de teste em

    todos os dias em que se iniciaram novos ensaios de toxicidade com a amostra manipulada.

    Foram feitas 4 rplicas de 10 ml com 5 organismos cada.

  • 26

    4.5.1 Amostra de gua

    Nos trs perodos amostrais realizados, os experimentos de AIT foram conduzidos

    com a amostra de gua de P2, a qual apresentou toxicidade aguda a D. similis no ensaio de

    toxicidade inicial, o que no ocorreu com a amostra de P1, que foi txica apenas na 3 coleta.

    Os procedimentos realizados seguem descritos a seguir, e o fluxograma com as etapas

    apresentado nas Figuras 5 e 6.

    Na primeira amostragem, para otimizar o tempo de anlise, optou-se por realizar

    inicialmente as etapas de filtrao, aerao e extrao em coluna de C18 apenas com a

    amostra em pH inicial, tendo em vista que a etapa de ajuste de pH pode reduzir a toxicidade,

    tornando desnecessrio as demais manipulaes com ajuste de pH. Nas demais coletas,

    realizou-se junto com as demais etapas a filtrao, aerao e extrao em coluna de C18 com

    ajuste em pH 3 e pH 11.

    Figura 5- Etapas da Fase I realizadas na 1 campanha com a amostra de gua de P2.

    AMOSTRA AQUOSA/BRANCOpH i

    Tiossulfatode Sdio

    EDTA

    Ensaios de Toxicidade

    FiltraoAerao

    Coluna C18

    Ensaios de Toxicidade

    Graduao de pH

    pH 6

    Ensaios de Toxicidade

    pH 7

    Ensaios de Toxicidade

    pH 9

    Ensaios de Toxicidade

    Ajuste de pH

    pH 3

    pH i

    Ensaios de Toxicidade

    pH 11

    pH i

    Ensaios de Toxicidade

    Ensaios de Toxicidade

  • 27

    Figura 6 - Etapas da Fase I realizadas na 2 e 3 campanhas com a amostra de gua de P2.

    a) Teste base

    A amostra sem manipulao foi testada nos dias em que se iniciou algum tratamento

    da amostra, com intuito de verificar a presena de toxicidade em comparao com o ensaio

    inicial e com os efeitos das diferentes etapas na toxicidade. Foram feitas 4 rplicas de 10 ml

    com 5 organismos cada, com a amostra em 100%, 50% e 25%, utilizando a gua de cultivo

    para a diluio. As citadas rplicas e diluies tambm foram utilizadas nas demais etapas de

    AIT. Apenas na 2 campanha no foi feito diluio da amostra tratada.

    b) Ajuste de pH

    Os acertos de pH para os valores requeridos nessa etapa, pH 3 e pH 11, foram

    realizados com adio de soluo de cido clordrico (HCl 1N e 0,1N) e de hidrxido de sdio

    (NaOH 1N e 0,1N), respectivamente, a 80 ml (1 coleta) e 500 ml (2 e 3 coletas) de amostra

    e gua de cultivo (brancos) sob agitao constante. Decorrido 4 horas as amostras foram

    reajustadas ao pH inicial e submetidas aos ensaios. Cuidou-se para que o volume final de

    cido/base utilizado no ajuste inicial e no retorno para o pH inicial no ultrapassasse 10% do

    volume total da amostra. Foram feitas 3 rplicas de 10 ml com 5 organismos cada, sendo esse

    mesmo nmero de rplicas utilizado nas demais etapas de AIT.

    AMOSTRA AQUOSA/BRANCOpH i

    Tiossulfatode Sdio

    EDTA

    Ensaios de Toxicidade

    FiltraoAerao

    Coluna C18

    Ensaios de Toxicidade

    Graduao de pH

    pH 6

    Ensaios de Toxicidade

    pH 7

    Ensaios de Toxicidade

    pH 9

    Ensaios de Toxicidade

    Ajuste de pH

    pH 3

    Filtrao Aerao

    Coluna C18

    pH i

    Ensaios de Toxicidade

    pH i

    Ensaios de Toxicidade

    pH 11

    FiltraoAerao

    Coluna C18 (pH 9)

    pH i

    Ensaios de Toxicidade

    pH i

    Ensaios de Toxicidade

    Ensaios de Toxicidade

  • 28

    Na primeira amostragem, como os ensaios em pH 11 com a amostra diluda em 50 e

    25% apresentaram toxicidade, esta etapa foi repetida para verificar possvel contaminao

    durante o tratamento. Para a 2 e 3 coletas tambm foi feito o ajuste para pH 9 (250 ml), para

    utilizao na etapa de extrao em coluna C18.

    c) Graduao de pH

    Os acertos de pH para os valores requeridos, pH 6 e pH 9, foram realizados com

    adio de soluo de cido clordrico (HCl 1N e 0,1N) e de hidrxido de sdio (NaOH 1N e

    0,1N), respectivamente, a 80 ml de amostra sob agitao constante. Seguiu-se imediatamente

    montagem dos ensaios. Neste caso, foi usada a gua de cultivo em pH 6 e pH 9 para a

    diluio da amostra em 50% e 25%, a fim de no alterar o valor de pH do teste.

    d) Filtrao em pH inicial/pH 3/pH 11

    Alquotas de 300 ml de amostra e gua de cultivo foram filtradas a vcuo em

    membrana de acetato de celulose (Sartorius Stedim Biotech) com 0,45 m de porosidade e 47

    mm de dimetro. As membranas foram previamente lavadas com gua ultra pura (50 ml) e em

    seguida filtrou-se a gua de cultivo e a amostra. Do total de amostra filtrada, 200 ml foram

    separadas para a etapa de extrao em coluna C18 e o restante foi utilizado nos ensaios de

    toxicidade desta etapa. O filtro foi guardado em geladeira embrulhado em papel alumnio.

    Na primeira campanha, para o teste de recuperao de toxicidade procedeu-se a

    sonificao do filtro por 1 hora com gua de diluio, em aparelho de banho de ultrassom

    (Ultrasonic 1440, Odontobrs). O filtro foi cortado ao meio, sendo uma metade usada com

    gua de diluio em pH inicial e a outra metade com a gua em pH 3, para possvel

    identificao de metais, retornando ao pH inicial para exposio aos organismos.

    e) Aerao em pH inicial/pH 3/pH 11

    Alquotas de 80 ml de amostra e gua de cultivo foram colocadas em bqueres de 100

    ml, mantidos sob aerao moderada durante 1 hora atravs de uma pipeta Pasteur presa a uma

    mangueira de silicone ligada a um aerador moderado. Na retirada da amostra do bquer

    utilizou-se uma pipeta, a fim de evitar contaminao da amostra com os possveis compostos

    aderidos na parede do recipiente.

  • 29

    Aps a aerao, para a realizao do teste de recuperao de toxicidade, a parede do

    bquer foi lavada vigorosamente com 20 ml de gua de cultivo, seguindo-se ao ensaio de

    toxicidade com esta gua. Na primeira campanha, a aerao foi repetida para a realizao

    deste ensaio.

    f) Extrao em coluna de C18 em pH inicial/pH 3/pH 9

    O procedimento de extrao em coluna C18 envolve uma etapa inicial de

    condicionamento da coluna. Iniciou-se passando 10 ml de metanol seguido de 15 ml de gua

    ultra pura pela coluna (AccuBond SPE ODS-C18 500 mg, 3 ml), que so descartados. Em

    seguida, passou-se 70 ml de gua de diluio, descartando os 20 ml iniciais, e os 200 ml da

    amostra filtrada, descartando os 25 ml iniciais. Tomou-se o cuidado de no deixar a coluna

    secar entre as passagens de metanol, gua ultra-pura, gua de diluio e amostra. Aps a

    passagem da amostra, a coluna j seca foi eluda com 2 ml de metanol (extrato 100x mais

    concentrado), seguindo-se ao ensaio de recuperao da toxicidade com o eludo. De forma a

    manter a concentrao do solvente abaixo do valor de CE50 para o organismo-teste, colocou-

    se 150 l do eludo para 10 ml de gua de diluio.

    g) Tratamento com EDTA e Tiossulfato de Sdio:

    A escolha das concentraes de EDTA e tiossulfato de sdio foi baseada nos valores

    de CE50 destes compostos para o organismo-teste, previamente determinados. Os ensaios

    foram realizados com cinco concentraes diferentes de EDTA/tiossulfato, adicionados a

    amostra e gua de cultivo, correspondentes a 1x, 0,8x, 0,6x, 0,4x e 0,2x o valor da CE50. Para

    tanto, a partir de uma soluo estoque de 1,2 g.L-1 de EDTA e 10 g.L-1 de tiossulfato de sdio

    foi adicionado aos recipientes do teste 1; 0,8; 0,6; 0,4 e 0,2 ml de soluo, sendo completado

    para 10 ml com a amostra pura, correspondendo a concentraes de 1; 0,8; 0,6; 0,4 e 0,2 g.L-1

    de tiossulfato de sdio, e 0,12; 0,096; 0,072; 0,048; 0,024 g.L-1 de EDTA. O mesmo foi feito

    para a gua de diluio. Como a reao de complexao no imediata, as amostras ficaram

    em contato com o EDTA/tiossulfato por 2 horas antes de iniciar os ensaios de toxicidade.

  • 30

    4.5.2 Amostra de gua intersticial do sedimento

    O estudo de AIT para o sedimento s foi realizado com a amostra da primeira coleta,

    pois as demais no apresentaram toxicidade aos organismos nos ensaios iniciais.

    Os experimentos de AIT foram realizados com a gua intersticial da amostra de

    sedimento do ponto P1, o qual apresentou toxicidade aguda a D. similis maior que a causada

    pela amostra do ponto P2 no teste de toxicidade inicial.

    Assim como feito com a amostra de gua, optou-se por realizar inicialmente as etapas

    de filtrao, aerao e extrao em coluna de C18 apenas com a amostra em pH inicial. As

    etapas realizadas so apresentadas no fluxograma da Figura 7.

    Seguindo os mesmos procedimentos descritos acima, foram realizados os testes base,

    as etapas de graduao de pH e filtrao em pH inicial no mesmo dia da extrao da gua

    intersticial. No dia seguinte, repetiu-se o teste base e seguiu-se as etapas de ajuste de pH (pH

    3 e 11), aerao e extrao em coluna de C18 em pH inicial. Em todos os casos foram

    utilizadas 3 rplicas de 10 ml com 5 organismos cada, com a amostra em 100%, 50% e 25%,

    sendo usada a gua de cultivo para diluio.

    No terceiro dia de manipulao da amostra, seguiu-se a realizao das etapas de

    filtrao, aerao e extrao em coluna de C18 com a amostra ajustada para pH 3, retornando-

    se ao pH inicial para exposio dos organismos aps os tratamentos e realizou-se tambm os

    testes de recuperao de toxicidade para cada etapa. A leitura destes ensaios foi realizada em

    24 horas, visto que desde o ensaio inicial, a amostra apresentou toxicidade aguda em 24 horas.

  • 31

    Figura 7 - Etapas da Fase I realizadas na 1 camapanha com a gua intersticial da amostra de sedimento de P1.

    4.6 ANLISES ESTATSTICAS

    A anlise estatstica dos resultados foi realizada utilizando o programa TOXSTAT 3.4.

    Para verificar diferenas estatisticamente significativas dos resultados entre as amostras e o

    tratamento controle, quanto sobrevivncia nos ensaios de toxicidade aguda e crnica

    utilizou-se o mtodo Fishers Exact Test. Para os ensaios de toxicidade crnica tambm foi

    verificada a normalidade dos dados de reproduo pelo teste Chi-quadrado, seguido do teste

    de homogeneidade (Hartley para mais de uma amostra e F para uma amostra). Para dados

    normais e homogneos seguiu-se anlise de varincia pelo teste t, e para os no homogneos

    e/ou no normal, seguiu-se ao teste no-paramtrico Steel Many One (BURATINI e

    BERTOLETTI, 2006).

    AMOSTRA AQUOSA/BRANCOpH i

    Tiossulfatode Sdio

    EDTA

    Ensaios de Toxicidade

    FiltraoAerao

    Coluna C18

    Ensaios de Toxicidade

    Graduao de pH

    pH 6

    Ensaios de Toxicidade

    pH 7

    Ensaios de Toxicidade

    pH 9

    Ensaios de Toxicidade

    Ajuste de pH

    pH 3

    Filtrao Aerao

    Coluna C18

    pH i

    Ensaios de Toxicidade

    pH i

    Ensaios de Toxicidade

    pH 11

    pH i

    Ensaios de Toxicidade

    Ensaios de Toxicidade

  • 32

    5 RESULTADOS E DISCUSSO

    5.1 CONTROLE DE QUALIDADE DOS ORGANISMOS-TESTE

    Para se controlar a qualidade das culturas mantidas em laboratrio devem-se realizar

    mensalmente testes de toxicidade aguda com uma substncia de referncia, estabelecendo a

    faixa de sensibilidade do organismo a esta substncia. Estes testes de sensibilidade avaliam as

    condies fisiolgicas, ou a sade dos organismos, portanto devem ser utilizadas para testes

    somente as culturas que apresentarem valores de CE50 dentro da faixa de sensibilidade

    estabelecida (ZAGATTO, 2006).

    Para os organismos mantidos no CRHEA/USP, os resultados obtidos nos testes de

    sensibilidade de D. similis e C. silvestrii, mostraram que as culturas esto sendo mantidas em

    condies uniformes ao longo do tempo (Apndice A - Figuras 15 e 16). Os valores de CE50

    obtidos mensalmente estiveram dentro das faixas de sensibilidade j estabelecidas para cada

    organismo, sendo a mdia de 514,8 (433 - 596) mg.L-1 de KCl para D. similis e 1,44 (1,05 -

    1,82) g.L-1 de NaCl para C. silvestrii.

    As cartas controle (Apndice A - Figuras 17 e 18) dos organismos cultivados na

    UNIFEI foram obtidas considerando apenas os testes de sensibilidade realizados no perodo

    em que foi realizado este trabalho. A CE50 mdia para D. similis foi de 1,83 (1,58 - 2,08) g.L-

    1 de NaCl. Para C. silvestrii, a CE50 mdia foi de 1,30 (0,92 - 1,68) g.L-1 de NaCl.

    5.2 ANLISES FSICAS E QUMICAS DAS AMOSTRAS

    Os resultados, de interesse neste trabalho, da anlise qumica das amostras de gua da

    primeira amostragem, fornecido por FURNAS, segue apresentado na Tabela 1.

  • 33

    Tabela 1 - Anlise qumica das amostras de gua obtidas nos dois pontos amostrais (P1 e P2) do reservatrio de Funil em abril/2010.

    NH4 (g/L) PTotal (g/L) Clorofila-a (g/L) P1 No detectado 19,0 5,1 P2 No detectado 24,0 5,7

    O IET foi calculado pela mdia do ndice do Estado Trfico para o fsforo total IET

    (PT) e o ndice do Estado Trfico para a clorofila-a IET (CL), de acordo com CETESB

    (2011), obtendo-se os resultados apresentados na Tabela 2.

    Tabela 2 - ndice do Estado Trfico e grau de trofia do reservatrio de Funil no ms de abril/2010.

    IET (PT) IET (CL) IET Categoria

    (Estado Trfico) P1 52,31 54,75 53,53 Mesotrfico P2 53,72 55,24 54,48 Mesotrfico

    Verifica-se que neste caso, o reservatrio se enquadra no grau mesotrfico, diferindo

    dos dados da literatura que classificam o reservatrio como hipereutrfico. Isso pode ser

    justificado pela data em que foi realizada a coleta, representativa do perodo chuvoso, o qual

    possibilita maior dissoluo dos nutrientes na gua e com isso as baixas concentraes de

    fsforo e clorofila-a resultam em menor IET.

    Conforme apresentado na Tabela 3, o resultado da anlise granulomtrica das amostras

    de sedimento de P1 e P2 mostrou predominncia das fraes mais finas. Na mdia, de acordo

    com o Diagrama Triangular utilizado pela EMBRAPA (1997), este sedimento classifica-se na

    classe textural argilosa, o que implica numa maior possibilidade de adsoro de

    contaminantes.

    Tabela 3 - Teores mdios de areia, silte e argila das amostras de sedimento dos dois pontos amostrais (P1 e P2) do reservatrio de Funil.

    Amostra P1 P2 Frao (%) Areia Silte Argila Areia Silte Argila

    1 coleta 0,18 68,02 31,80 -- -- -- 2 coleta 0,22 33,44 66,33 0,19 35,14 64,67 3 coleta 23,00 29,00 48,00 18,00 26,00 56,00

    --: anlise no realizada.

    Conforme os resultados apresentados na Tabela 4, o teor de matria orgnica obtido

    classifica este sedimento como orgnico, pois apresenta concentrao de matria orgnica

    superior a 10%, segundo Ungemach (1960 apud ESTEVES, 1988). De forma geral,

  • 34

    sedimentos orgnicos acumulam grande quantidade de nutrientes, que neste caso, pode ser em

    sua maioria, proveniente de esgotos domsticos, atividades agrcolas e de fontes industriais.

    Tabela 4 - Porcentagem de matria orgnica das amostras de sedimento dos dois pontos amostrais (P1 e P2) do reservatrio de Funil.

    Amostra Matria Orgnica (%)

    P1 P2 1 coleta 13 -- 2 coleta 13 14

    --: anlise no realizada.

    de grande importncia a determinao das variveis acima descritas quando se

    avalia a toxicidade de sedimentos devido s correlaes existentes entre o tamanho de gro, a

    matria orgnica e a distribuio de metais e compostos orgnicos no inicos no sedimento

    (BOTTA, 2002). Segundo Frstner (1990, apud BOTTA, 2002) os metais pesados associam-

    se preferencialmente s fraes finas do sedimento, atravs de processos de adsoro e

    complexao.

    Conforme a Tabela 5, a presena de metais no sedimento foi verificada pelo resultado

    obtido na anlise de metais realizada na amostra de sedimento de P1 da primeira campanha.

    Tabela 5 - Concentrao de metais totais encontrados na amostra de sedimento do ponto amostral (P1) prximo barragem do reservatrio de Funil.

    Metal Al Fe Mn Pb Cu Ni Zn Concentrao

    (mg.kg-1) 13601,9 18151,7 526,1 25,6 57,8 17,1 31,3

    A Resoluo Conama 344/04 (BRASIL, 2004) estabelece os nveis de classificao do

    material a ser dragado, os quais podem ser utilizados como valores orientadores para

    qualidade de sedimento. A Tabela 6 apresenta apenas os valores estabelecidos pela norma,

    dos metais que foram identificados na amostra de sedimento do reservatrio de Funil. Ao se

    comparar os valores das Tabelas 5 e 6, verifica-se que todos os elementos encontram-se

    abaixo do nvel 1, com exceo apenas do cobre (Cu), que est entre os dois nveis. Porm,

    necessrio analisar esses resultados junto com resultados de anlise de metais biodisponveis

    para obter uma concluso mais realista a respeito dos efeitos sobre a biota.

  • 35

    Tabela 6 Nveis de classificao estabelecidos pela Conama 344/04 (BRASIL, 2004) dos metais encontrados na amostra do sedimento do reservatrio de Funil.

    Metais pesados Pb Cu Ni Zn Nvel 1a (mg.kg-1) 35,0 35,7 18,0 123,0 Nvel 2b (mg.kg-1) 91,3 197,0 35,9 315,0

    a: Nvel 1: limiar abaixo do qual se prev baixa probabilidade de efeitos adversos biota. b: Nvel 2: limiar acima do qual se prev um provvel efeito adverso biota.

    Primo (2006) determinou, em dois perodos amostrais, a presena de diversos metais

    em seis pontos de coleta no reservatrio de Funil, verificando que o chumbo esteve presente

    abaixo do nvel 1 no incio do reservatrio apenas na poca de chuva; variando entre 1 e 2 e

    acima do nvel 2 ao logo deste; e acima do nvel 2 prximo barragem nas estaes chuvosa e

    seca. O nquel sempre esteve abaixo do nvel 1 em todos os pontos de coleta, com exceo do

    ponto prximo barragem, no perodo chuvoso, onde esteve entre os nveis 1 e 2. Quanto aos

    elementos no previstos na norma, nos dois perodos amostrais e no ponto prximo

    barragem, o alumnio e o ferro apresentaram valores acima dos obtidos neste trabalho,

    enquanto o mangans apresentou valores bem menores. O autor verificou ainda o papel

    decantador do reservatrio em relao aos metais.

    5.3 ENSAIOS DE TOXICIDADE INICIAIS

    5.3.1 Amostras de gua

    Os testes de toxicidade iniciais, realizados com as amostras de gua dos dois pontos de

    amostragem, sem diluio, comprovaram o potencial txico do ambiente em estudo em todos

    os meses avaliados. Os resultados dos ensaios de toxicidade aguda esto apresentados na

    Figura 8, em % de imobilidade.

    De acordo com a anlise estatstica (teste de Fisher, p = 0,05), para as amostras da 1 e

    2 campanhas, somente o ponto P2 apresentou diferena estatisticamente significativa quando

    comparada ao controle (gua de cultivo), indicando que essa amostra causou efeito agudo. No

    entanto, na 3 campanha os dois pontos se apresentaram txicos. Este resultado levou

    utilizao da amostra de P2 para a AIT em todas as amostragens.

  • 36

    Figura 8 - Imobilidade de D. similis expostas s amostras de gua dos pontos P1 e P2 do reservatrio de Funil aps exposio aguda.

    A Tabela 7 apresenta os dados de sobrevivncia e nmero de neonatas obtidos nos

    ensaios de toxicidade crnica. O resultado da 1 amostragem indicou que nenhuma das

    amostras apresentou efeito crnico espcie C. silvestrii, o mesmo ocorrendo com a amostra

    de P2 da 2 coleta. Pela anlise estatstica, nestes meses no houve diferenas estatisticamente

    significativas na sobrevivncia e fecundidade entre os organismos expostos s amostras e ao

    tratamento controle. Na 3 coleta, a amostra de P1 causou mortalidade de 80% dos

    organismos em apenas 3 dias de exposio, e a de P2 40%. Decorridos 6 dias, todos os

    organismos expostos s amostras estavam mortos, indicando diferena significativa na

    sobrevivncia.

    Tabela 7 - Sobrevivncia e nmero de neonatas de C. silvestrii expostas s amostras de gua de P1 e P2 em teste de toxicidade crnica.

    Amostra Sobrevivncia (%) Nmero de neonatas

    1 coleta 2 coleta 3 coleta 1 coleta 2 coleta 3 coleta

    Controle 90 100 100 28 264 15 P1 70 -- 0* 49 -- 0 P2 70 100 0* 37 325 0

    *: diferena estatisticamente significativa segundo o teste de Fisher (p = 0,05). --: ensaio no realizado.

    Observa-se que as amostras foram capazes da causar efeito agudo em D. similis, mas

    no causou efeito crnico em C. silvestrii, o que indica que esta foi mais resistente presena

    de cianobactrias presentes nas amostras de gua do reservatrio. Efeito contrrio foi obtido

    por Sotero-Santos et al. (2006) ao investigarem os efeitos de extratos de cianobactrias

    txicas do reservatrio de Barra Bonita, SP, sobre estes mesmos organismos, sendo C.

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    Controle P1 P2

    Imo

    bil

    ida

    de

    (%

    )

    Amostra

    Ensaios iniciais das amostras de gua

    abril/10

    outubro/10

    janeiro/11

  • 37

    silvestrii mais sensvel em ensaio agudo. Segundo Chistoffersen (1996), a concentrao de

    toxina capaz de afetar um organismo depende da toxicidade da clula da cianobactria, da

    eficincia de assimilao e sensibilidade do organismo, sendo que o efeito pode ser muito

    varivel entre as espcies.

    5.3.2 Amostras de gua intersticial do sedimento

    Por meio dos ensaios de toxicidade aguda com D. similis, utilizando-se amostras de

    gua intersticial como fase lquida do sedimento, a toxicidade do sedimento foi comprovada

    apenas para a primeira amostra. Para os demais perodos, as amostras no causaram efeito

    agudo para a espcie utilizada.

    Conforme a Figura 9, a amostra coletada prximo barragem (P1) apresentou efeito

    txico maior aos organismos-testes do que a amostra de P2. A resposta txica foi comprovada

    em apenas 24 horas de teste. De acordo com a anlise estatstica (teste de Fisher, p = 0,05), os

    dois pontos causaram efeito agudo, apresentando diferena estatisticamente significativa

    quando comparadas com os organismos do tratamento controle. O ensaio de toxicidade aguda

    realizado com C. silvestrii no pode ser considerado, pois apesar das amostras dos dois pontos

    causarem mortalidade a todos os organismos expostos, houve mortalidade de 60% dos

    organismos do controle, invalidando o ensaio com esta espcie.

    Figura 9 - Imobilidade de D. similis expostas s amostras de gua intersticial de P1 e P2 em ensaios de toxicidade aguda.

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    Controle P1 P2

    Imo

    bili

    da

    de

    (%

    )

    Amostras

    Ensaio inicial das amostras de gua intersticial

    abril/10

  • 38

    Para a amostra da 2 coleta, aps verificar a ausncia de toxicidade aguda, realizou-se

    o ensaio de toxicidade crnica (Tabela 8). Segundo a anlise estatstica, a amostra de P2

    apresentou-se txica espcie C. silvestrii, afetando seu ciclo de vida, o que foi representado

    pela menor reproduo dos organismos expostos a esta amostra. No foi possvel realizar o

    ensaio de toxicidade crnica com a amostra da 3 coleta.

    Tabela 8 - Sobrevivncia e nmero de neonatas de C. silvestrii expostas s amostras de gua intersticial de P1 e P2 em ensaio de toxicidade crnica em outubro/2010.

    Amostra % de sobrevivncia Nmero de neonatas

    Controle 100 235 P1 90 189 P2 80 160*

    *: diferena estatisticamente significativa segundo o teste Steel Many One (p = 0,05).

    O congelamento da amostra de sedimento tambm usado como mtodo de extrao

    de gua intersticial (COSTA, 2008; HJORTH, 2004), que pode ser utilizado quando no

    possvel realizar as anlises imediatamente aps a coleta (HJORTH, 2004), pois o

    descongelamento libera a gua intersticial, ficando por cima do sedimento.

    Segundo Geffard et al. (2004), muitos autores tem estudado os efeitos do mtodo e

    tempo de armazenamento do sedimento, obtendo-se resultados muito diferentes e poucos

    determinam os motivos dessa variao. Alguns pesquisadores encontraram aumento de

    toxicidade gerada pelo congelamento da amostra (JUNG e BATLEY, 2004) e longo perodo

    de armazenamento (GEFFARD et al. 2004), enquanto outros detectam reduo decorrente do

    congelamento (SCHUYTEMA et al., 1989). De acordo com o manual de coleta e

    armazenamento de sedimento da USEPA (2001b), o congelamento altera a estrutura do

    sedimento, o que pode alterar a biodisponibilidade dos contaminantes presentes, sendo que o

    congelamento pode ser usado para algumas anlises qumicas de metais e orgnicos.

    USEPA (2001b) recomenda que as amostras de sedimento devam ser testadas quanto

    toxicidade no mximo duas semanas aps a coleta, a menos que se conheam as

    caractersticas do ambiente em estudo. Sedimentos contaminados com compostos instveis

    como amnia e orgnicos volteis, podem ter sua toxicidade reduzida devido perda destes

    compostos pelo longo perodo de armazenamento.

    Neste trabalho, a amostra de sedimento da 2 campanha foi testada quanto toxicidade

    trs semanas aps a coleta, enquanto a amostra da 3 campanha foi testada cinco semanas

    aps a coleta. Portanto, o fato das amostras de sedimento da 2 e 3 coletas no causarem

  • 39

    toxicidade aguda espcie testada pode ser decorrente do congelamento das amostras e do

    perodo de armazenamento, visto que a amostra da 1 coleta foi testada 1 semana aps sua

    coleta. importante ponderar que a ausncia de toxicidade pode ser decorrente das

    caractersticas dos compostos txicos provavelmente presentes no sedimento, que podem

    perder a toxicidade independentemente do tempo e forma de armazenamento.

    5.4 AVALIAO E IDENTIFICAO DA TOXICIDADE (AIT)

    5.4.1 Amostra de gua

    Os estudos de AIT foram conduzidos com as amostras de P2, as quais se apresentaram

    txicas a D. similis nos testes iniciais na 1 e 2 campanhas, o que no ocorreu com a de P1.

    Os resultados dos ensaios de toxicidade aguda com D. similis antes (teste base) e aps

    as etapas da fase I do estudo de AIT realizadas com a amostra de P2 obtida na 1 coleta esto

    apresentadas na Figura 10, considerando apenas os resultados da amostra em 100%. As etapas

    de filtrao, aerao e extrao em coluna foram realizadas apenas em pH inicial. Para o

    tratamento com Tiossulfato de sdio, consideraram-se nesta figura apenas as concentraes

    que reduziram a toxicidade (0,4 e 0,2 x CE50).

    Figura 10 - Imobilidade de D. similis expostas aos tratamentos de AIT em ensaios de toxicidade aguda para a amostra de gua do ponto P2 do reservatrio de Funil. *: etapas com reduo de toxicidade, segundo o teste de Fisher (p = 0,05).

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    Imo

    bili

    da

    de

    (%

    )

    Etapas de AIT consideradas para a amostra de P2

  • 40

    No teste base, a amostra pura causou imobilidade a 80% dos organismos, verificando-

    se uma pequena reduo da toxicidade quando comparada com o ensaio inicial (Figura 8). A

    CE50 obtida para o teste base foi de 51,73 (33,46 79,98) %.

    No houve reduo significativa de toxicidade pela etapa de graduao de pH, tanto

    em pH 6 como em pH 9, descartando a possibilidade de ser a amnia ou o sulfeto os

    responsveis pelo efeito txico. Esse resultado foi confirmado pela anlise qumica, que no

    detectou presena de amnia nas amostras dos dois pontos de coleta. A etapa de graduao de

    pH foi a nica em que foi possvel o clculo das CE50, as quais foram de 73,84 (49,11

    111,02) % e de 88,36 (68,18 114,50) % para o pH 6 e o pH 9, respectivamente. Deste modo,

    pode-se observar que a diluio da amostra nestes casos resulta em reduo da toxicidade,

    pela diminuio da concentrao dos compostos txicos, independente do pH.

    O tratamento com EDTA no pode ser considerado, pois apresentou mortalidade em

    todas as concentraes utilizadas, inclusive no branco, indicando toxicidade causada pelo

    EDTA. J o tiossulfato de sdio causou efeito txico nas trs maiores concentraes

    utilizadas. Resultado semelhante foi encontrado por Barbosa (2010), que trabalhou com

    amostras de gua e sedimento de nascentes em ensaios crnicos com C. dubia. Para a amostra

    de gua, o tratamento com EDTA a 3,0 mg.L-1 e 8,0 mg.L-1 causou a morte de 40% e 60% dos

    organismos, respectivamente, apresentando tambm efeito txico no branco dos ensaios com

    elutriato do sedimento. J o tiossulfato de sdio a 25 mg.L-1 gerou toxicidade na amostra de

    elutriato do sedimento e no branco.

    Estes resultados indicam que novos testes com EDTA e tiossulfato de sdio devem ser

    realizados para determinao da CE50, CENO e CEO dos organismos utilizados nestes

    ensaios ecotoxicolgicos, pois os valores utilizados so baseados em dados da literatura e

    deve-se considerar que existem diferenas de sensibilidade entre os organismos-teste.

    Os resultados da fase I indicaram reduo da toxicidade nos procedimentos de ajustes

    de pH 3 e 11 (compostos cidos e bsicos); filtrao (slidos filtrveis, compostos volteis,

    metais); aerao (compostos volteis, oxidveis, sublteis); coluna C18 (compostos orgnicos

    apolares, compostos orgnicos volteis); e tiossulfato de sdio (compostos oxidantes, metais).

    A reduo do efeito txico nas etapas de ajuste de pH 3 e pH 11, que a princpio no

    deve alterar a toxicidade, confirmou a hiptese de que a etapa de ajuste de pH pode fornecer

    evidncias de compostos txicos pH dependentes (USEPA, 1991a), o que tornou

    desnecessrio as demais manipulaes com ajuste de pH, visto que a reduo de toxicidade

    no seria devida s etapas e sim alterao de pH. De acordo com os demais resultados, a

    reduo da toxicidade em pH 3 e pH 11 pode ser devida a reaes irreversveis, como a

  • 41

    degradao ou volatilizao do(s) composto(s) txico(s), pois diversos compostos orgnicos e

    inorgnicos podem ser degradados em funo da alterao do pH gerando compostos no

    txicos (USEPA, 1991a).

    A reduo de toxicidade pela etapa de aerao indica a presena de compostos

    volteis, oxidveis ou sublteis. Esta reduo simultnea com as etapas de filtrao e

    tratamento com tiossulfato de sdio poderiam confirmar a presena de compostos volteis e

    oxidveis, respectivamente. O tiossulfato de sdio, alm de indicar compostos oxidveis pode

    indicar tambm a presena de alguns metais, o que tambm pode ser indicado pela filtrao e

    pelo ajuste de pH 11. A presena de metais na gua do reservatrio j foi verificada por

    diversos pesquisadores, mas no pode ser confirmada neste estudo pelo resultado obtido no

    tratamento com EDTA e por no ter sido realizada a anlise de metais.

    Foram realizados os ensaios de recuperao de toxicidade do filtro, atravs de

    sonificao do filtro com gua de cultivo em pH inicial e pH 3, para verificar a possvel

    presena de metais aderidos ao material em suspenso (USEPA, 1991a). Porm, estes ensaios

    no recuperaram a toxicidade, o que descarta a hiptese de presena de metais ou compostos

    txicos associados s partculas filtrveis. A perda de toxicidade nas etapas de aerao e

    filtrao pode indicar presena de compostos volteis, mas isso s poderia ter sido confirmado

    se tivesse sido possvel a realizao da etapa de aerao com nitrognio.

    Mesmo com a reduo de toxicidade aps o tratamento com a coluna C18 (Figura 10),

    no houve recuperao da toxicidade nos ensaios com o extrato de metanol eludo da coluna.

    Como esta etapa foi realizada com a amostra previamente filtrada, o efeito de reduo de

    toxicidade pode ser devido filtrao e no pela reteno da coluna, o que tambm pode

    justificar a no recuperao pelo eludo. Resultado semelhante foi obtido por Schubauer-

    Berigan e Ankley (1991), onde a filtrao reduziu metade da toxicidade, incluindo a

    toxicidade devida a compostos orgnicos apolares e metais.

    Ankley et al. (1990), estudaram o comportamento de diversos tipos de surfactantes

    submetidos ao estudo de AIT, verificando que a extrao em coluna de C18 eficiente na

    remoo destes compostos, porm a recuperao atravs de eluio com solues de metanol

    e gua no possvel para surfactantes catinicos, somente para aninicos e no inicos. Este

    estudo tambm demonstrou que a toxicidade de surfactantes pode ser reduzida atravs de

    aerao, por sublao, e de filtrao, associado matria particulada, e mais uma vez a

    recuperao da toxicidade s possvel para alguns tipos de surfactantes. Portanto, devido aos

    resultados encontrados de reduo de toxicidade pelas etapas de extrao coluna, aerao e

  • 42

    filtrao, e s caractersticas do ambiente em estudo, a presena de surfactantes pode ser

    considerada.

    Verificada a reduo de toxicidade pela etapa de aerao, esta foi repetida para

    realizao do ensaio de recuperao da toxicidade, visando avaliar a presena de compostos

    sublteis. Porm, houve mortalidade no branco, indicando contaminao durante o

    procedimento, sendo que a imobilidade da amostra tratada foi maior que a do teste base.

    No foi possvel o prosseguimento das demais fases do estudo de AIT, pois no houve

    recuperao da toxicidade pelo filtro nem pelo eludo da coluna, impossibilitando a realizao

    da fase II. Visto que a amostra perdeu a toxicidade, no foi possvel realizar novos ensaios

    confirmatrios. Conforme ilustrado na Figura 11, a imobilidade no teste base do segundo dia

    de manipulao da amostra foi reduzida para 20% dos organismos, indicando que a amostra

    perdeu a toxicidade, visto que no ensaio inicial apresentou 94% e no teste base (1) das

    primeiras manipulaes 80% de organismos imveis. Esse fato evidencia a indicao de

    toxicidade por volteis e oxidveis, indicadas na aerao, filtrao e adio de tiossulfato.

    Figura 11 - Imobilidade de D. similis expostas s amostras do ponto P2 do reservatrio de Funil em testes bases de toxicidade aguda. *: amostra no txica, segundo o teste de Fisher (p = 0,05).

    Para a amostra da 2 coleta realizou-se os procedimentos de AIT no terceiro dia aps a

    coleta das amostras, pois se esperou a leitura em 48 horas do ensaio inicial. Somente a

    amostra de P2 apresentou diferena estatisticamente significativa na sobrevivncia em relao

    ao controle, mostrando-se txica, e por isso utilizada na AIT. Optou-se por realizar todas as

    etapas da Fase I, inclusive com ajuste de pH na filtrao, aerao e extrao em coluna C18,

    visto que a amostra do perodo anterior perdeu a toxicidade aps uma semana. Porm, na

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    Teste inicial Teste base 1 Teste base 2*

    Imo

    bil

    ida

    de

    (%

    )

    Toxicidade da amostra de gua de P2

  • 43

    leitura final dos ensaios verificou-se que a amostra j havia perdido a toxicidade, pois no

    houve mortalidade no teste base. Desta forma, esta amostragem no forneceu dados

    conclusivos para a AIT.

    As amostras de gua de P1 e P2 da 3 coleta causaram toxicidade aguda a D. similis

    em apenas 24 horas de ensaio. Assim como nas outras duas amostragens, realizou-se a AIT

    com a amostra de P2, para melhor concordncia dos dados. Porm, s foi possvel a

    realizao dos procedimentos de AIT uma semana aps a amostragem, optando-se por realizar

    todas as etapas da Fase I, assim como feito para a amostra de outubro. Na leitura final dos

    ensaios, o teste base apresentou pequena toxicidade em relao ao controle, porm em relao

    ao ensaio inicial, a amostra havia perdido a toxicidade. Nos resultados da AIT, todas as etapas

    reduziram a toxicidade, o que pode ter sido causado pela volatilizao, oxidao ou

    degradao do composto txico durante as manipulaes da amostra, e no pelos efeitos de

    cada etapa sobre a toxicidade da amostra, o que concorda com os resultados das amostras

    anteriores.

    Em um estudo de AIT realizado com gua intersticial e com o elutriato do sedimento

    amostrado do reservatrio de Rasgo, Arajo et al. (2006b) verificaram a perda de toxicidade

    a Vibrio fischeri, aps o armazenamento da amostra por trs dias. Para verificar que a

    toxicidade era devida a compostos orgnicos, amostras de gua intersticial recm extrada e

    armazenadas por trs dias foram submetidas anlise cromatogrfica, a qual demonstrou um

    decrscimo na quantidade de compostos orgnicos na amostra armazenada. Segundo USEPA

    (2001a), a complexidade do estudo de AIT aumenta medida que a persistncia, magnitude e

    freqncia da toxicidade das amostras diminuem.

    Ferro-Filho et al. (2009a; 2009b) realizaram ensaios de toxicidade aguda e crnica

    em cladceros nativos, com amostras de gua do Reservatrio de Funil de novembro de 2002

    a outubro de 2003, observando predominantemente efeitos agudos nos meses mais quentes e

    crnicos nos mais frios. Os autores relacionaram os efeitos observados aos mecanismos de

    ao das cianotoxinas produzidas pelas espcies de cianobactrias encontradas. Porm, em

    alguns meses (janeiro e abril de 2003) nenhum efeito foi observado, sendo que em um ms

    (setembro de 2003) houve efeito positivo na reproduo de Moina micrura. Os autores

    justificaram como sendo devido ao grande tamanho das colnias de Microcystis (>100 m),

    impossibilitando de serem ingeridas pelos cladceros, e ao aporte de gua carreando

    nutrientes ao reservatrio.

    Ferro-Filho et al. (2008) observaram reduo na atividade da enzima

    acetilcolinesterase em cladceros expostos a amostra de gua do Reservatrio de Funil,

  • 44

    porm, devido ao grande tamanho dos filamentos de Anabaena encontrados, os autores

    acreditam que este efeito no foi causado apenas pela ao de anatoxina-a(s). Outros

    compostos capazes de agir sobre esta enzima, como organofosforados e carbamatos poderiam

    estar presentes na gua do reservatrio (FERRO-FILHO et al., 2009b).

    Segundo Molica e Azevedo (2009), devido existncia de cepas txicas e no txicas

    em uma mesma espcie de cianobactria, as floraes em um corpo dgua podem ser txicas

    apenas em um perodo do ano, ms ou semana, podendo variar a toxicidade ou deixarem de

    ser txicas. Ainda no foi determinada qual a influncia dos fatores ambientais sobre o

    controle da produo das cianotoxinas.

    Apesar do Reservatrio de Funil apresentar floraes de cianobactrias potencialmente

    produtoras de toxinas durante todo ano, pode-se dizer que a toxicidade neste reservatrio no

    causada apenas por estas toxinas, podendo haver outros compostos txicos, e que mesmo

    em pocas de intensa florao pode haver dominncia de cepas no txicas. Isso pode ser

    verificado pela rpida perda de toxicidade da amostra, visto que as cianotoxinas comumente

    encontradas neste reservatrio necessitam de longo tempo para serem degradadas.

    A partir dos resultados obtidos na fase I, supe-se que a toxicidade da gua devida a

    compostos orgnicos cidos e bsicos, que sofreram degradao, oxidao ou volatilizao

    durante os tratamentos e o tempo de armazenamento. Esta caracterstica justifica a rpida

    perda de toxicidade da amostra, tambm verificada nas amostras da segunda e terceira coletas,

    corroborando os dados obtidos na primeira campanha, alm de esclarecer a diferena de

    toxicidade nos dois pontos de monitoramento, com presena em P2 e no em P1, ponto onde a

    gua percorre maior caminho para alcanar, perdendo portanto a toxicidade.

    5.4.2 Amostra de gua intersticial do sedimento

    A AIT do sedimento foi realizada somente na 1 campanha, com a amostra de gua

    intersticial de P1, ponto situado prximo barragem, que apresentou toxicidade aguda no

    ensaio inicial. Estes resultados concordam com dados da literatura, como o trabalho de

    Espndola et al. (1998, apud BOTTA, 2002), onde o sedimento mais prximo da barragem do

    reservatrio de Salto Grande, SP, apresentou maior toxicidade, alm de outros que indicam

    que as partculas mais finas do sedimento, com maior grau de adsoro de contaminantes se

    depositam prximo barragem (CALHEIROS, 1993; BORGLIN et al., 1996). Foram

  • 45

    considerados os resultados obtidos com 24 horas de tempo de exposio, de acordo com o

    resultado do ensaio inicial.

    As amostras da 2 e 3 campanhas no apresentaram efeito agudo, no entanto, a da 2

    apresentou efeito crnico. Porm, no foi possvel a realizao da AIT crnica, pois

    necessria grande quantidade de amostra para conduo das etapas da Fase I, o que

    impossibilitou sua realizao.

    Imediatamente aps a extrao da gua intersticial em centrfuga refrigerada, realizou-

    se as etapas de graduao de pH e filtrao em pH inicial. Verificou-se que a amostra pura

    (teste base) gerou mortalidade a todos os organismos expostos, sendo que a diluio da

    amostra sem nenhum tratamento foi capaz de eliminar a toxicidade, obtendo-se uma CE50 de

    64,26 (56,58 72,98) %. A Figura 12 apresenta os resultados das amostras em 100%.

    Figura 12 - Imobilidade de D. similis expostas aos primeiros tratamentos de AIT. Ensaios de toxicidade aguda em 24 horas para a amostra de gua intersticial do ponto P1 do reservatrio de Funil. *: etapas com reduo de toxicidade, segundo o teste de Fisher (p = 0,05).

    A filtrao da amostra em pH inicial no alterou a toxicidade, o que no determina a

    ausncia de compostos insolveis ou associados ao material particulado, pois alguns

    compostos podem ser removidos aps a etapa de filtrao com ajuste de pH. Este resultado

    indica que a amostra previamente filtrada pode ser usada na etapa de extrao em coluna de

    C18, pois, se houver reduo de toxicidade aps a coluna, esta foi causada com certeza pelo

    efeito de reteno na coluna e no pelos possveis efeitos do filtro.

    Com o resultado da etapa de graduao de pH pode-se excluir a presena de sulfeto de

    hidrognio (H2S), pois no houve toxicidade na amostra em pH 6, onde este composto mais

    txico. Pelo contrrio, a amostra em pH 6 reduziu totalmente a toxicidade para apenas 7% de

    0

    10

    20

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    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    Teste base Graduao pH 6* Graduao pH 9 Filtrao

    Imo

    bil

    ida

    de

    (%

    )

    Primeiras etapas de AIT com a amostra de P1

  • 46

    organismo imveis (dentro do aceitvel para o controle), e em pH 9 se manteve txica,

    indicando a presena de amnia, e/ou de alguns metais que tem a toxicidade influenciada pela

    acidificao do meio (USEPA, 2007). Altamente dependente do pH, a amnia um composto

    proveniente da degradao biolgica de compostos orgnicos nitrogenados, sendo um

    contaminante comum de sedimentos com cargas elevadas de matria orgnica e o mais

    freqentemente encontrado em amostras de sedimento (BOTTA, 2002).

    Outra evidncia da presena de amnia em concentrao txica o resultado da etapa

    de ajuste de pH, realizado no segundo dia de manipulao da amostra e apresentado na Figura

    13. O ajuste em pH 11 reduziu significativamente a toxicidade da amostra, enquanto o pH 3

    reduziu parcialmente, indicando a presena de compostos pH dependentes. Visto que a

    amnia um gs muito voltil, principalmente em condies bsicas, onde est presente em

    maior porcentagem do que o on amnio (VON SPERLING, 2005), no ajuste em pH 11, a

    agitao da amostra durante o procedimento e a permanncia neste pH durante algumas horas

    pode ter levado sua volatilizao, reduzindo a toxicidade. J em pH 3, a reduo parcial

    mostrou a necessidade da conduo das demais etapas (filtrao, coluna e aerao) com o

    ajuste em pH 3.

    Figura 13 - Imobilidade de D. similis no segundo dia de tratamento de AIT. Ensaios de toxicidade aguda em 24 horas para a amostra de gua intersticial do ponto P1 do reservatrio de Funil. *: etapas com reduo de toxicidade, segundo o teste de Fisher (p = 0,05).

    No segundo dia de tratamento da amostra, verificou-se pelo teste base (Figura 13) a

    manuteno da toxicidade. As etapas de aerao e extrao em coluna foram realizadas

    apenas em pH inicial, conforme sugerido em USEPA (2007), sendo realizados os ensaios de

    recuperao de toxicidade ao mesmo tempo, para agilizar a obteno dos resultados.

    0

    10

    20

    30

    40

    50

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    Teste base Aerao Coluna Ajuste pH 3* Ajuste pH 11*

    Imo

    bil

    ida

    de

    (%

    )

    Etapas de AIT com a amostra de P1

  • 47

    Verificou-se, porm, que a aerao apresentou toxicidade no branco, indicando contaminao

    no procedimento. Portanto, esta etapa no pode ser considerada.

    Aps a passagem da amostra pela coluna de C18 no houve reduo significativa de

    toxicidade, descartando a hiptese de compostos orgnicos e metlicos apolares neutros. Uma

    pequena toxicidade foi verificada no branco desta etapa, que pode ser devida toxicidade

    residual da coluna ou erro de manipulao. O ensaio de recuperao da toxicidade com o

    metanol eludo da coluna apresentou-se txico, porm, como esta etapa no reduziu a

    toxicidade, isto pode ser devido prpria toxicidade do metanol em decorrncia a um possvel

    erro na montagem da soluo teste.

    A Figura 14 apresenta os resultados obtidos pelas etapas realizadas com o ajuste em

    pH 3. A aerao no removeu a toxicidade e mais uma vez apresentou toxicidade no branco,

    confirmando a contaminao durante o procedimento e descartando o uso deste tratamento.

    Figura 14 - Imobilidade de D. similis expostas a tratamentos de AIT com ajuste de pH, Tiossulfato de sdio e EDTA. Ensaios de toxicidade aguda em 24 horas para a amostra de gua intersticial de P1. *: etapas com reduo de toxicidade, segundo o teste de Fisher (p = 0,05).

    A filtrao da amostra em pH 3 reduziu significativamente a toxicidade, porm ela no

    foi recuperada aps o ensaio com gua de diluio usada na sonificao do filtro, indicando

    que pode ter ocorrido volatilizao dos compostos presentes. Aps a passagem pela coluna a

    amostra se apresentou no txica, porm no houve recuperao no ensaio com o metanol

    eludo da coluna. Como esta etapa foi realizada com a amostra previamente filtrada, o efeito

    de reduo de toxicidade pode ser devido filtrao e no pela reteno da coluna, assim

    como ocorrido para a amostra de gua.

    0

    10

    20

    30

    40

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    90

    Imo

    bili

    da

    de

    (%

    )

    Etapas finais de AIT com a amostra de P1

  • 48

    A USEPA (2007) sugere que no necessria a realizao da filtrao como uma

    etapa da Fase I, podendo ser usada apenas como um pr-tratamento para a passagem pela

    coluna, pois mesmo que haja reduo de toxicidade, ela no especfica e no ajuda muito no

    diagnstico. De qualquer forma, este resultado da filtrao com ajuste em pH 3 est

    relacionado com os efeitos gerados pela mudana de pH sobre a solubilidade dos compostos.

    Nestes casos pode ocorrer a formao de compostos metlicos insolveis, a transformao de

    cidos e bases orgnicos inicos para no inicos, a alterao da polaridade dos compostos

    aumentando a fora de associao com os particulados, dentre outros (BOTTA et al., 2006).

    O ensaio de graduao de pH pode ser usado para indicar os metais presentes em

    concentraes txicas na gua intersticial, visto que para Ceriodaphnia dubia alguns metais,

    como zinco e nquel so mais txicos em pH bsicos, ocorrendo o contrrio com chumbo e

    cobre (USEPA, 2007). Para diferenciar a toxicidade causada pela amnia e por metais utiliza-

    se a etapa de tratamento com EDTA.

    S podem ser considerados os resultados das duas menores concentraes (0,4 e 0,2x

    CE50) do tratamento com EDTA, pois no ocorreu mortalidade nos respectivos brancos. Nas

    demais concentraes, alm de mortalidade na amostra houve tambm nos brancos. Porm,

    obteve-se pequena reduo de toxicidade nessas concentraes, o que no foi estatisticamente

    significativo, o que pode ser devido presena de metais com baixa especificidade para o

    EDTA.

    O documento proposto pela USEPA (2007) para AIT de sedimento retira o tratamento

    com tiossulfato de sdio da Fase I, justificando que os compostos oxidveis comumente

    encontrados em efluentes no so provveis de estarem presentes no sedimento. Este

    documento prope sua utilizao na Fase II, para identificao de metais. Segundo este

    documento, em experimentos com C. dubia, o tiossulfato de sdio foi capaz de reduzir a

    toxicidade de cobre e cdmio, e um pouco da toxicidade de zinco, chumbo e nquel.

    Conforme apresentado na Figura 18, a adio de tiossulfato de sdio, realizada no terceiro dia

    de tratamento da amostra, reduziu significativamente a toxicidade na concentrao de 0,8 x

    CE50.

    Conforme apresentado no item 5.2, os metais Al, Fe, Mn, Zn, Pb, Cu e Ni esto

    presentes no sedimento de P1. Verificou-se que apenas o cobre (Cu) apresentou concentrao

    acima do nvel 1 estabelecido pela Resoluo Conama 344/04 (BRASIL, 2004), o que pode

    representar a existncia de provvel efeito txico sobre a biota. Porm, importante

    considerar que as concentraes encontradas de cada elemento apenas confirmam a presena

    e indicam as concentraes, mas no evidenciam a biodisponibilidade desses metais.

  • 49

    De acordo com a presena dos metais identificados na amostra de sedimento, com os

    resultados da AIT (graduao, EDTA e tiossulfato de sdio), e com os dados citados de

    USEPA (2007), torna-se evidente que os metais possam ser responsveis por parte da

    toxicidade da amostra. evidente que no se pode descartar o fator biodisponibilidade, visto

    que no foi feita a anlise da concentrao de sulfetos volatilizveis por acidificao, o qual

    determina a biodisponibilidade de metais por formar sulfetos metlicos insolveis (DI TORO

    et al., 1992 apud BOTTA, 2002).

    De forma geral, para a amostra de gua intersticial do sedimento, houve reduo da

    toxicidade nos procedimentos de graduao no pH 6 (metais, amnia); ajuste em pH 3 e pH

    11 (compostos orgnicos pH dependentes - amnia, metais); filtrao com ajuste em pH 3

    (compostos orgnicos cidos) e Tiossulfato de sdio (metais catinicos). Com base na

    granulometria e no teor de matria orgnica, o sedimento do ponto P1 tem grande capacidade

    de agregar metais e acumular nutrientes. Portanto, a toxicidade do sedimento pode ser causada

    pela presena de metais e compostos orgnicos pH dependentes - amnia.

    As indicaes fornecidas pelos resultados da Fase I concordam com os resultados de

    diversos estudos de AIT em sedimentos de ambientes de gua doce. Segundo HO et al.

    (2002), a toxicidade destes sedimentos geralmente causada por metais, amnia e compostos

    orgnicos. Ao realizarem uma reviso nos estudos de AIT com gua intersticial de sedimentos

    marinhos e de gua doce, HO et al. (2002), concluram que no h um composto txico

    predominante, sendo que os metais, os compostos orgnicos e amnia desempenham quase a

    mesma proporo de toxicidade nos sedimentos. Os autores enfatizaram ainda, que a amnia

    tem um papel importante na toxicidade da gua intersticial, o que s foi demonstrado a partir

    dos estudos de AIT.

  • 50

    6 CONCLUSO

    A toxicidade aguda observada neste estudo corrobora os dados encontrados na

    literatura para amostras de gua superficial do Reservatrio de Funil.

    Com os resultados obtidos pelos procedimentos da Fase I do estudo de AIT realizado

    com a amostra de abril, para a gua supe-se que a toxicidade devida a compostos orgnicos

    cidos e bsicos.

    Para a amostra de sedimento, a AIT realizada com a amostra de abril indicou que a

    toxicidade pode ser causada pela presena de metais, amnia e compostos orgnicos pH

    dependentes.

    O objetivo de aprendizado dos procedimentos do estudo de AIT foi alcanado, bem

    como a implantao desta tcnica no Laboratrio de Ecotoxicologia da UNIFEI.

  • 51

    7 RECOMENDAES

    Novas coletas devem ser realizadas, tanto de gua como de sedimento, em diferentes

    pocas do ano, buscando representar os perodos seco e chuvoso, e em diferentes pontos de

    amostragem.

    Para a gua, as amostras coletadas devem ter sua anlise qumica e toxicolgica

    iniciada no mesmo dia da coleta, utilizando-se a extrao em coluna de C18 seguida de

    eluio com metanol em diferentes diluies e com outro solvente, como o diclorometano.

    Aps a confirmao de toxicidade pelos ensaios toxicolgicos, os extratos obtidos devem ser

    imediatamente analisados para identificao de compostos orgnicos por cromatografia

    gasosa com detector de massas. Visto que o reservatrio possui constantes floraes de

    cianobactrias, a determinao da presena e do tipo de suas toxinas tambm deve ser

    realizada. A realizao das anlises em menor tempo possvel diminui o risco de perda de

    toxicidade da amostra, tornando possvel a sua caracterizao completa e a identificao de

    compostos especficos responsveis pela toxicidade, caso esta no seja causada apenas por

    toxinas de cianobactrias, o que os resultados deste trabalho indicaram.

    Para o sedimento, importante determinar o real efeito do congelamento e do tempo

    de armazenamento nas amostras deste reservatrio, atravs da conduo de ensaios

    toxicolgicos com fraes de amostras de uma mesma coleta, congelada e armazenada

    resfriada a 4 C, com diferentes tempos de armazenamento. Deve-se realizar as anlises de

    amnia e de sulfetos volatilizveis por acidificao, a fim de determinar a biodisponibilidade

    dos metais encontrados no sedimento.

  • 52

    8 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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    APNDICE A Cartas controle

    Figura 15 - Carta controle de sensibilidade de D. similis KCl (CRHEA/USP).

    Figura 16 - Carta controle de sensibilidade de C. silvestrii NaCl (CRHEA/USP).

  • 59

    Figura 17 - Carta controle de sensibilidade de D. similis NaCl (UNIFEI).

    Figura 18 - Carta controle de sensibilidade de C. silvestrii NaCl (UNIFEI).

    1

    1,4

    1,8

    2,2

    2,6

    0 1 2 3 4 5 6

    NaC

    l (g

    /L)

    Daphnia similis

    Limite Inferior Limite Superior CE50

    0,5

    1

    1,5

    2

    0 1 2 3 4 5 6

    NaC

    l (g

    /L)

    Ceriodaphnia silvestrii

    Limite Inferior Limite Superior CE50

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