Utilizao de bioindicadores em uma indstria de papis

NOTA TCNICA

UTILIZAO DE BIOINDICADORES EM DIFERENTESHIDROSSISTEMAS DE UMA INDSTRIA DE PAPEIS RECICLADOS EM

GOVERNADOR VALADARES MGUSE OF BIOLOGICAL INDICATORS IN DIFFERENT HYDROSYSTEMS OF AN INDUSTRY OF RECYCLED PAPERS IN GOVERNADOR VALADARES MGIVAN CSAR DE OLIVEIRA BASTOSBilogo. Mestrando em Recursos Hdricos pela Universidade Federal de Ouro Preto UFOP

IVANA CRISTINA LOVOBiloga. Mestre em Botnica pela Universidade Federal de Viosa UFV

CSAR AUGUSTO MAXIMIANO ESTANISLAUBilogo. Mestre em Zoologia pela Universidade Catlica de Minas Gerais PUC

LEANDRO MORAES SCOSSZootecnista. Mestre em Cincia Florestal Universidade Federal de Viosa UFV Recebido:07/11/05 Aceito: 20/07/06

RESUMOA bacia do rio Doce, quinta maior do estado de Minas Gerais, mostra-se bastante degradada com impactos diretos na vegetao, no solo, na biodiversidade e na qualidade das guas. Sabendo-se da importncia da bacia em questo, a utilizao de bioindicadores aquticos representa uma das formas mais modernas para se detectar nveis diferenciados de carga orgnica, sendo premente seu estudo e aplicao. Este trabalho prope a utilizao de organismos microscpicos como o toplncton que, aliados a parmetros fsico-qumicos, poderiam indicar poluio em seus diferentes nveis. A metodologia utilizada foi estabelecida conforme Sladecek (1973) e Greenberg (1992). Foram amostradas sete estaes de coleta no ribeiro Capim, na rea de inuncia de uma empresa de papis reciclados, objetivando-se detectar possveis impactos na cadeia trca. As anlises mostraram a ocorrncia de 41 taxa, destacando-se a predominncia dos gneros Oscylatoria a Anacystis pertencentes diviso Cyanophyta nos ambientes de maior estresse, e organismos da diviso Chlorophyta nos demais ambientes amostrados. Observou-se ainda a capacidade de adaptao de alguns gneros, entre eles Euglena e Navicula, os quais se zeram presentes em quase todos os ambientes amostrados. PALAVRAS-CHAVE: Bioindicadores, toplncton, sistema saprbico, fbrica de papel.

ABSTRACTThe Rio Doces basin, which is the fth greatest basin of the state of Minas Gerais, Brazil, is severely degraded by the direct impacts on vegetation, soil, biodiversity, and water quality. Due to the importance of this basin, the use of aquatic bioindicators is one of the most modern methods to detect differentiated levels of organic matter, and its study and application is a relevant issue. This paper proposes the use microscopic organisms such phytoplankton, which combined with physicochemical parameters, would indicate pollution on its different levels. The applied methodology was according to Sladecek (1973) and Greenberg (1992). It was sampled seven collect stations on the Capim stream, in an area under the inuence of a recycling paper industry, being the objective to assess the possible impacts on the trophic chain. The analysis presented the existence of 41 taxa, emphasizing the predominance of Oscilatoria and Anacystis genus, that belong to the Cyanophyta division, on more disturbed areas, while organisms from the Chlorophyta division were identied on the other sampled locations. Moreover, it was observed the ability that some genus like the Euglena and Navicula have to adapt to their environment, since these organisms were present on almost all samples. KEYWORDS: Bioindicators, phytoplankton, saprobiotic system, paper industry. na elevao do teor de cargas orgnicas e hiperproliferao de microrganismos por vezes prejudiciais micro e macro biota de cada ambiente. Sendo assim de suma importncia estudos limnolgicos os quais poderiam indicar poluio em seus variados estgios Vol.11 - N 3 - jul/set 2006, 203-211

INTRODUOA bacia do Rio Doce, quinta maior do estado de Minas Gerais, vem sofrendo degradao por ao antrpica decorrente de atividades econmicas, sociais entre outras, as quais exercem Eng. sanit. ambient.

impactos diretos na vegetao, no solo e na qualidade das guas nos vrios auentes que a compem. A crescente urbanizao e industrializao levaram ao aumento do volume de dejetos lanados nos cursos dgua, muitas vezes sem o tratamento adequado, resultando 203

Bastos, I. C. O. et al.

NOTA TCNICA

na bacia em questo objetivando-se por m, chegar a possveis papis de bioindicao por parte da comunidade analisada. Segundo definio de Washington (1984), bioindicadores so espcies escolhidas por sua sensibilidade ou tolerncia a vrios parmetros, como poluio orgnica, derramamento de leo, alteraes de pH da gua, lanamento de pesticidas, entre outros. Esta nova ferramenta para se detectar diferentes nveis de carga orgnica em cursos dgua (bioindicadores), fundamenta-se em uma metodologia desenvolvida e aperfeioada por Kolenat (1848), Kolwitz & Marsson (1902, 1908, 1909), Cohn (1953) e Liberman (1963) citados por Sladecek (1973), tendo esta por premissa o sistema saprbico. Este consiste em avaliar organismos aquticos cuja presena e atividades vitais nos ecossistemas indicam diferentes nveis de qualidade das guas (Sladecek, 1973). O estado biolgico de um ambiente aqutico tpico para cada grau de contaminao e a avaliao da composio e abundncia das biocenoses de um dado hidrossistema possibilita avaliar o seu grau de pureza ou poluio (Schwoerbel, 1975). O uso de parmetros biolgicos para medir a qualidade da gua se baseia nas respostas dos organismos em relao ao meio onde vivem. Como os sistemas hdricos esto sujeitos a inmeras perturbaes, a biota aqutica reage a esses estmulos, sejam eles naturais ou antropognicos (Cairns Jr. et al, 1993). Assim, o sistema saprbico de Kolwitz & Marsson (1909) enfatizava que a presena/ausncia e abundncia de organismos nas reas poludas ocorriam por caractersticas siolgicas e comportamentais que lhes permitia tolerar tais condies. A partir dessa primeira tentativa de classicao de ambientes com base na fauna local surgiram diversas metodologias, que podem ser divididas em trs grandes grupos: os ndices biticos, os modelos de predio de impacto e os protocolos de avaliao rpida. No nal da dcada de 1960, iniciaram-se esforos conjuntos na Europa para testar a aplicabilidade do sistema saprbico, em especial na Alemanha e Holanda. Diversos ndices biticos surgiram e foram testados desde ento (ver revises em Cairns Jr. & Pratt, 1993; Metcalfe, 1989). Embora o Brasil tenha sido representado na primeira reunio da Sociedade Internacional de Limnologia em Eng. sanit. ambient.

1922 (Esteves, 1998), o pas no seguiu as tendncias mundiais de avaliao e conservao desses sistemas. O descaso com essa metodologia de avaliao ambiental ca evidente quando se analisa o documento Programa Monitore do Ministrio do Meio Ambiente (MMA, 1998), que apresenta 65 projetos de monitoramento da qualidade das guas no Brasil. Desses, 59 so de guas doces, dos quais 42 em rios. Desse montante, 26 (61,9%) compreendem apenas anlises fsicas, qumicas e/ou bacteriolgicas da gua. Dos 16 programas de monitoramento restantes, que apresentam anlises qumicas e algum componente biolgico, apenas quatro ainda estavam em funcionamento naquela data. Isso representa menos de 10% dos projetos de qualidade da gua de rios, dos quais dois apresentam a vaga descrio monitoramento de corpos dgua sem data prevista para nalizao (Buss, 2003). Mesmo sem o devido apoio, alguns trabalhos tm abordado o tema, principalmente nas regies sudeste e sul do Pas. Alguns exemplos so os de Barbosa (1994), Tundisi & Barbosa (1995), Navas-Pereira & Henrique (1995), Brandimarte & Shimizu (1996) e Kuhlmann et al (1998). Entretanto, a maioria dos trabalhos se localiza em represas articiais, limitando o conhecimento a reas isoladas e em ecossistemas lnticos. Os trabalhos desenvolvidos em ecossistemas lticos muitas vezes no contam com infra-estrutura adequada para anlise ambiental, deixando lacunas na implementao de programas de biomonitoramento. As aplicaes mais bem-sucedidas so das agncias ambientais em conjunto com universidades ou centros de pesquisa, na maioria das vezes importando ou adaptando ndices biticos dos pases europeus (Junqueira & Campos, 1998; Marques & Barbosa, 2001). Justica-se assim o interesse da fbrica produtora de papis higinicos em questo e das demais partes envolvidas neste trabalho em monitorar a gua utilizada no parque industrial em estudo. A avaliao da ecincia do tratamento em guas residurias de papel/celulose utilizando-se esta metodologia permitir identicar pontos estratgicos ou possveis falhas no processo, buscando melhor-los, alm da possibilidade da adaptao desse sistema s condies naturais brasileiras, mais especicamente regio sudeste.

Norteado por esse objetivo o trabalho enfocou anlise taxonmica, biolgica, ecolgica e estatstica da comunidade toplanctnica observada, alm da avaliao dos parmetros fsico-qumicos necessrios para a formao do sistema saprbico, e sua posterior aplicao em sistemas industriais. Utilizou-se para tanto o levantamento da diversidade toplanctnica nos diferentes ambientes aquticos utilizados pela indstria citada, testando em conjunto a hiptese de que a diversidade desta comunidade dependente das condies fsico-qumicas dos ambientes amostrados.

MATERIAL E MTODO rea de estudo Governador Valadares Mdio Rio DoceForam amostradas sete estaes de coleta (Figura 1) na rea de inuncia da empresa de papeis reciclados em questo, (18 49 41.5 S e 41 5309.3 W; Altitude: 153m), a qual utiliza o ribeiro Capim, auente do rio Doce, para captao e descarte de seus efluentes. O parque industrial situa-se no bairro Sir em Governador Valadares, estado de Minas Gerais. As estaes amostrais foram caracterizadas da seguinte forma: Ponto 1- Captao das guas do Ribeiro Capim. No local foi construda uma barragem de uma margem a outra, represando a gua do auente que atravs de tubulaes captada e conduzida para o interior da empresa. Tal barragem localiza-se aproximadamente 1000 m da empresa. Ponto 2 - Este foi escolhido no Ribeiro Capim entre o percurso da lagoa de captao (barragem-jusante) e a sada da fbrica, no possuindo, portanto, nenhuma interferncia do euente fabril. Ponto 3 - Caixa Industrial. Reservatrio de gua para utilizao industrial, aps captao e tratamento na Estao de Tratamento de gua (ETA) da empresa. Ponto 4 - Localiza-se no incio da Lagoa de Aerao, onde a gua chega totalmente impura aps ser utilizada no processo industrial de tratamento de celulose e reciclagem de papel. Ponto 5 - Lagoa de Polimento. A gua vinda da lagoa de aerao continua a ser oxigenada e permanece neste por certo tempo, para possibilitar seu tratamento nal.

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Utilizao de bioindicadores em uma indstria de papis

Ponto 6 - Sada do Euente Industrial. Localizado na sada da Lagoa de Polimento, pouco antes do descarte da gua utilizada no processo industrial que, aps passar pelo sistema de tratamento fabril, ser lanada ao Ribeiro Capim. Ponto 7 - Devoluo do Euente ao Ribeiro Capim. Local em que a empresa retorna com a gua para o Ribeiro Capim. Este ponto situa-se aproximadamente 800 m do Rio do Doce.

1 - Represa

Caixa Industrial 3 ETA Parque Industrial

Procedimentos adotadosForam coletadas amostras mensais em cada ambiente, nos meses de Agosto, Setembro e Outubro de 2003. Para cada ambiente observou-se os seguintes procedimentos: Durante as coletas foram obtidas amostras da comunidade toplanctnica com o auxlio de rede planctnica de 30m de abertura de malha, arrastada aleatoriamente (horizontal e vertical), a m de se obter uma maior representatividade de espcies. As amostras foram vertidas em frascos de polietileno, preservadas com soluo de lugol actico na proporo de 1:100 e mantidas em ambientes com iluminao reduzida, sob temperatura baixa, conforme descrito por Bicudo & Bicudo (1970). A identicao foi executada at o nvel de gnero com o auxlio de microscpico binocular, seguindo as chaves de identicao de Prescott (1962) e Bicudo & Bicudo (1970). Estas anlises foram realizadas atravs de observao do material entre lmina e lamnula e desenhos a m de identicar estruturas peculiares a cada organismo. Este procedimento foi repetido para cada gnero encontrado, at que no surgissem organismos antes no identicados na amostra. Para as variveis fsico-qumicas, as tcnicas de amostragem e conservao foram realizadas de acordo com Agudo (1987). A execuo das amostras foi seguida conforme Greenberg (1992). Os parmetros observados foram D.B.O., D.Q.O., Fosfato Total, Nitrato, Nitrognio Total, O. D., pH, Slidos em Suspenso, Slidos Totais, Temperatura gua/Ar e Turbidez.

Efluente Industrial

Decantador

Parque Industrial ETE

4

Lagoa de Aerao

Lagoa de Polimento 6

5

7

Figura 1 - Esquema ilustrativo dos pontos de coleta e seqncia da captao, utilizao e descarte da gua utilizada pela empresa de papis reciclados, Governador Valadares - MG

RESULTADOS E DISCUSSOA avaliao da qualidade das guas nos pontos de amostragem estudados Eng. sanit. ambient.

foi realizada sobre o ponto de vista fsico-qumico e biolgico. Quando da anlise dos resultados fsico-qumicos (Tabela 1), observou-se um aumento expressivo de Turbidez, Slidos, DBO, DQO, Nitrognio e Fosfato no ponto amostral quatro, referenciando suas relaes com o euente fabril. medida que se seguem os pontos amostrais (5 e 6), e consequentemente o avano do tratamento do euente industrial bem como a juno do mesmo ao ribeiro Capim (ponto 7), verica-se a diminuio nos nveis dos parmetros dantes citados. Ainda, para o ponto amostral seis, representado pela sada do euente industrial em direo ao ribeiro em estudo, este mostrou-se em acordo com a referencia normativa CONAMA (2005), estando todos os parmetros em ajuste aos padres de lanamento estabelecidos por tal norma. Para os pontos amostrais 1 e 2, os valores satisfatrios dos parmetros fsico-qumicos analisados, so facilmente explicados pela no interferncia de atividades antrpicas bruscas nestes ambientes. Os timos valores para o ponto amostral trs, decorrem da Estao de Tratamento de gua-ETA, da indstria em estudo. No contexto taxonmico, a comunidade toplanctnica do trecho estu205

dado no ribeiro Capim apresentou-se constituda por 36 gneros, 19 famlias, 11 ordens, 5 classes e 5 divises. Alm disto, para o gnero Micrasterias foram identicadas duas espcies e nos gneros Cosmarium, Oscillatoria e Staurastrum identicaram-se espcies diferentes a partir do reconhecimento de estruturas celulares e morfolgicas diferenciadas entre si dos gneros em questo. A seguir a Tabela 2 mostra a classicao taxonmica dos organismos encontrados de acordo Prescott (1969) e Bicudo & Bicudo (1970). J a Tabela 3 representa a ocorrncia de cada espcie nos respectivos meses de coleta para os ambientes amostrais estudados. Ao testar a hiptese de que a diversidade de espcies de toplnctons observadas nos trechos aps a inuncia direta da fbrica (ambientes 3 7) menor que a diversidade de espcies observada nos ambientes onde h inuncia indireta da fbrica (1 e 2), utilizamos as estimativas do procedimento Jackknife (Heltshe & Forrester, 1983) para cada rea isoladamente com inferncia de intervalo de conana de 95% de probabilidade (Figura 2). Fica claramente estabelecido que os pontos de amostragem 1 e 2 apresentam uma diversidade maior de gneros Vol.11 - N 3 - jul/set 2006, 203-211

NOTA TCNICA

2 - Ribeiro Capim

NOTA TCNICABastos, I. C. O. et al.

Eng. sanit. ambient. Ponto amostral2 3 4 5 6 7 3 16:15 Bom 28,8 30,1 7,9 48,9 99,7 33,4 0,7 0,8 1,0 32,3 87,6 28,5 1,3 15,7 89,9 32,2 14,8 0,21 0,71 33,5 77,2 30,1 1,4 17,2 79,2 27,5 8,6 0,20 1,04 35,7 75,8 27,2 1,5 19,5 93,0 29,5 6,7 0,17 1,02 24;3 70,9 20,2 6,5 78,7 57,4 24,0 10,2 0,14 0,59 23,2 69,5 22,7 6,3 77,6 54,2 15,4 5,2 0,12 0,45 28,8 74,3 22,5 6,2 80,6 70,5 16,5 4,2 0,12 0,96 7,5 25,0 5,0 7,9 100,0 3,7 0,50 3,2 0,13 0,32 96,1 6,5 0,75 1,5 0,04 0,07 104,3 12,3 1,8 1,4 0,08 0,08 97,4 0,04