BIOMONITORAMENTO NAS ÁGUAS DO RIO JAGUARI E RIBEIRÃO LAVAPÉS NA REGIÃO BRAGANTINA

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1 BIOMONITORAMENTO NAS ÁGUAS DO RIO JAGUARI E RIBEIRÃO LAVAPÉS NA REGIÃO BRAGANTINA Gabriel M Ferreira gabriel-mf@hotmail.com Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) Avenida Francisco Samuel Luchesi Filho, 770 Penha , Bragança Paulista-SP, Brasil Mônica H A Faria professor.quimica@yahoo.com.br Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) Avenida Francisco Samuel Luchesi Filho, 770 Penha , Bragança Paulista-SP, Brasil Maria C B de Toledo mceciliabt@gmail.com Instituto Básico de Biociências da Universidade de Taubaté (UNITAU) Av. Tiradentes, 500 Bom Conselho , Taubaté-SP, Brasil Ana C G César acgobbo@terra.com.br Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) Avenida Francisco Samuel Luchesi Filho, 770 Penha , Bragança Paulista-SP, Brasil Instituto Básico de Biociências da Universidade de Taubaté (UNITAU) Av. Tiradentes, 500 Bom Conselho , Taubaté-SP, Brasil Resumo. Os resíduos urbano-industriais e agrícolas contaminam as águas superficiais, consequentemente, a poluição é um problema grave para a saúde do ambiente e dos seres humanos que interagem com essas águas. Entre os bioensaios desenvolvidos para a detecção dos efeitos citotóxicos decorrentes destes poluentes ambientais, as plantas têm sido uma ferramenta sensível, barata e eficaz. As raízes de cebola (Allium cepa L.) são geralmente usadas, pois permitem a análise de parâmetros macroscópicos (crescimento radicular, deformidades) e microscópicos (anormalidades cromossômicas, alteradas índice mitótico). Assim, este estudo tem como objetivo avaliar o crescimento radicular de cebolas expostas as águas coletadas no ponto de captação para abastecimento no rio Jaguari, no ribeirão Lavapés na foz com o rio Jaguari e na ponte da rodovia SP-95 no trecho que liga Bragança Paulista a Amparo (Km9), local onde o rio Jaguari já recebeu as águas do afluente ribeirão Lavapés, em duas estações distintas, chuvosa e estiagem. O anel primordial, de onde emergem as raízes, foi previamente limpo, retirando-se as raízes ressequidas. Posteriormente, 10 cebolas foram expostas às águas de cada ponto de coleta, 10 bulbos foram colocados em solução nutritiva e água (controles negativos) e outros 10 na solução de 15 g/l MMS (metil metanossulfonato), usada como controle positivo por ser capaz de promover alterações celulares. O crescimento de 10 raízes de cada bulbo foi medido após 72 horas, 120 horas e 168 horas de exposição. Os resultados foram analisados estatisticamente usando o programa GraphPad Prisma 5.1. Os resultados evidenciaram um aumento no crescimento das raízes entre os controles e os pontos de coleta no rio Jaguari e ribeirão Lavapés, provavelmente em decorrência dos resíduos orgânicos lançados principalmente no ribeirão Lavapés, ao longo do perímetro urbano. Palavras-chave: Biomonitoramento. Allium cepa, Citoxicidade, Poluição de rios.

2 1. INTRODUÇÃO O aumento do uso de produtos químicos pela indústria, comércio, agricultura e pela população geral tem comprometido cada vez mais a qualidade das águas dos rios e reservatórios. Em decorrência das ações dos homens, 10 bilhões de litros de esgoto bruto poluem os rios, lagos, oceanos e áreas de mananciais (Souza, 2004). No Brasil, a qualidade das águas superficiais tem sido regulada pela resolução n 357 de 17 de março de 2005 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), que classifica as águas segundo os parâmetros físicos e químicos e controla a eliminação de poluentes no ambiente em níveis não nocivos para o homem, outros animais e plantas (Barbério et al., 2009). Ensaios usando plantas são muito sensíveis na detecção dos efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos promovidos por poluentes ambientais (Barbério et al., 2009; Barbosa et al., 2010). As raízes das plantas são usadas nos bioensaios porque são as primeiras estruturas a serem expostas às variações químicas da água e solo (Fiskesjö, 1988). Uma das plantas mais usadas como bioindicadora na detecção do potencial tóxico dos poluentes presentes nas águas dos rios é a cebola (Allium cepa L.), por meio do chamado teste Allium (Nilüfer et al., 2008). As raízes de cebola constituem uma ferramenta conveniente para avaliar a ação dos poluentes através da análise de parâmetros macroscópicos como o crescimento, deformidade e amolecimento e, microscópicos tais como a fragmentação do DNA, as aberrações cromossômicas e a inibição da divisão celular (Egito et al., 2007). O município de Bragança Paulista-SP assim como muitas outras cidades brasileiras não dispõem no momento de um sistema de tratamento de esgoto, o qual é jogado in natura no Ribeirão Lavapés. Esse ribeirão atravessa a área urbana de sul a norte, nascendo na Fazenda Santa Helena e desaguando no rio Jaguari. Contudo, a água que abastece a zona urbana é captada na margem esquerda do rio Jaguari a aproximadamente 15 Km a jusante da barragem Jaguari que forma o Reservatório Jaguari, integrante do Sistema Cantareira (Plano Municipal de Saneamento Básico de Bragança Paulista SP, 2010). A Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB), ligada à Secretaria do Meio Ambiente do governo paulista, avalia regularmente a qualidade das águas superficiais no município de Bragança Paulista. No último relatório, as análises referentes ao rio Jaguari, no seu ponto de captação, demonstraram boa qualidade da água que serve para o abastecimento da cidade. Já os pontos referentes ao rio Jaguari, após receber as águas de efluentes, e ao Ribeirão Lavapés refletem a condição dos afluentes lançados nesses cursos d água (CETESB, 2010). Desta forma, este trabalho teve como objetivo realizar o biomonitoramento nas águas coletadas no ponto de captação para abastecimento no rio Jaguari, no ribeirão Lavapés na foz com o rio Jaguari e na ponte da rodovia SP-95 no trecho que liga Bragança Paulista a Amparo (Km9), local onde o rio Jaguari já recebeu as águas do afluente ribeirão Lavapés, em duas estações distintas, chuvosa (fevereiro) e estiagem (agosto), através do crescimento radicular de cebolas expostas. 2. MATERIAL E MÉTODO 2.1 Local de estudo O município de Bragança Paulista situa-se a 22º57'07" de latitude sul e 46º32'31" de longitude oeste, a uma altitude de 817 metros, na mesorregião Macro Metropolitana Paulista, distante 88 km da capital paulista. Seu território abrange Km2 e abriga uma população de habitantes (IBGE, 2011). A economia local é caracterizada pelo comércio, agricultura e indústrias de celulose, alimentícia e eletrônica.

3 A coleta das amostras de águas foi realizada no rio Jaguari, no local da captação para o abastecimento do município no rio Jaguari, no ribeirão Lavapés na foz com o rio Jaguari e na ponte da rodovia SP-95 no trecho que liga Bragança Paulista a Amparo (Km9), local onde o rio Jaguari já recebeu as águas do afluente ribeirão Lavapés, em duas estações distintas, chuvosa (fevereiro) e estiagem (agosto). As amostras de águas coletadas da margem de cada ponto de coleta nos corpos hídricos foram armazenadas em garrafas plásticas e levadas ao laboratório multidisciplinar do Instituto Federal de Educação, Ciências e Tecnologia de São Paulo, Campus Bragança Paulista, onde foram imediatamente usadas para o tratamento dos bulbos de cebola. 2.2 Crescimento radicular Foram colocados 10 bulbos de cebola (Allium cepa L.) com aproximadamente 6 cm de diâmetro procedentes do comércio local para cada um dos pontos de coleta, outros 10 bulbos foram colocados em solução nutritiva de Hoagland (Hoagland; Arnon, 1950) e outros em água, ambos usados como controle negativo, após a cuidadosa limpeza do anel primordial das cebolas, de onde emergem as raízes. Também foram colocados 10 bulbos em uma solução de 15 g/l MMS (metil metanossulfonato), usado como controle positivo, por ser capaz de promover alterações celulares. Os bulbos aleatoriamente foram expostos aos tratamentos para enraizarem e foram mantidos protegidos da luz solar direta. Foram escolhidas 10 raízes de cada bulbo e medidas após 72 horas, 120 horas e 168 horas após o início da exposição. As raízes que quebraram durante o experimento foram excluídas. Para cada dia de medição do crescimento das raízes foram calculados a média e o desvio-padrão entre os bulbos expostos para cada tipo de tratamento. Para comparar a variação dos valores de crescimento radicular entre cada tipo de tratamento foi aplicado o teste ANOVA one-way p<0,0001, disponível no software GraphPad Prisma RESULTADOS Foram observadas variações no comprimento das raízes entre os pontos de coleta de amostras de água para todos os períodos de exposição avaliados, durante o período de estiagem (agosto) e de chuvas (fevereiro), como pode ser observado na tabela 1. Tabela 1 - Valores (cm) obtidos por meio da medição das raízes (média ± desvio-padrão) após a exposição dos bulbos aos tratamentos por, 120h e. Como controle negativo foi usado água e solução nutritiva de Hoagland e, como controle positivo, a solução de 15µl metil metanossulfonato (MMS). As amostras de águas superficiais foram coletadas no ponto de captação para abastecimento no rio Jaguari (P1), no ribeirão Lavapés próximo à foz com o rio Jaguari (P2) e no rio Jaguari (P3), na ponte da rodovia SP-95 no trecho que liga Bragança Paulista a Amparo, no Km 9, após receber as águas do afluente ribeirão Lavapés. Tratamentos Agosto 2011 Fevereiro h 120h Água 2,4±0,2 3,8±0,3 4,8±0,4 1,6±0,3 2,4±0,6 3,1±1,1 Hoagland 2,2±0,2 3,6±0,6 4,6±0,9 1,6±0,5 2,9±0,8 5,6±1,3 MMS 0,7±0,1 1,8±0,3 3,0±0,4 1,9±0,3 3,3±0,6 4,2±0,6 P1 2,1±0,2 2,7±0,3 3,4±0,3 1,9±0,4 3,1±0,7 4,5±0,9 P2 2,1±0,4 4,1±0,8 5,9±1,1 1,1±0,3 1,3±0,5 1,7±0,7 P3 1,9±0,2 3,0±0,4 4,2±0,8 1,4±0,2 2,4±0,8 3,0±0,5

4 No período de estiagem (agosto), a comparação do crescimento radicular entre os tratamentos após, 120h e de exposição, demonstrou valores significativamente diferentes apresentando F=80,54 (p<0,0001); F=34,49 (p<0,0001) e F=24,02 (p<0,0001), respectivamente. A análise do crescimento das raízes, durante a época de chuvas (fevereiro) também apresentou valores significativamente diferentes, sendo que após, 120h e de exposição, respectivamente, os valores obtidos para o teste ANOVA one-way foram F=9,20 (p<0,0001); F=10,52 (p<0,0001) e F=10,54 (p<0,0001). Os resultados do pós-teste de comparação de Tukey considerando o experimento realizado durante o mês de agosto (Tabela 2) permitiram identificar valores estatisticamente significativos do crescimento radicular entre os diferentes tratamentos e períodos de exposição. Os resultados evidenciaram um aumento no crescimento radicular no ponto P2 em relação ao ponto P1 para todos os períodos avaliados, sendo significativo apenas após 120h e de exposição. Entre os pontos P1 e P3, não foi observada diferença significativa, contudo entre os pontos P2 e P3, os valores de P2 foram significativamente maiores após 120h e de exposição. Tabela 2 Valores das diferenças entre as médias do crescimento radicular e q obtidos a partir do teste de comparação de Tukey para os períodos de 72, 120 e 168 horas de exposição aos diferentes tratamentos, durante o período de estiagem (agosto). Como controle negativo foi usado água e solução nutritiva de Hoagland e, como controle positivo, a solução de 15µl metil metanossulfonato (MMS). As amostras de águas superficiais foram coletadas no ponto de captação para abastecimento no rio Jaguari (P1), no ribeirão Lavapés próximo à foz com o rio Jaguari (P2) e no rio Jaguari (P3), na ponte da rodovia SP-95 no trecho que liga Bragança Paulista a Amparo, no Km 9, após receber as águas do afluente ribeirão Lavapés. Tratamentos Diferença entre as médias; q Água Hoagland MMS P1 P2 0,17; 2,57 ns Hoagland 120h 0,19; 1,36 ns 0,11; 0,52 ns 1,74; 1,56; 24,99 *** 22,42 *** MMS 120h 1,95; 1,76; 13,81 *** 12,44 *** 1,78; 1,66; 8,38 *** 7,86 *** 0,36; 0,18; -1,37; 5,23 ** 2,66 ns 19,76 *** P1 120h 1,10; 0,90; -0,85; 7,77 *** 6,41 *** 6,03 ** 1,35; 1,24; -0,42; 6,37 *** 5,85 ** 2,01 ns 0,29; 0,11; -1,44; -0,07; P2 4,19 ns 1,62 ns 20,80 *** 1,04 ns 120h -0,30; -0,50; -2,26; -1,40;

5 2,17 ns 3,53 ns 15,98 *** 9,94 *** -1,12; -1,23; -2,90; -2,47; 5,30 ** 5,82 ** 13,69 *** 11,68 *** 0,54; 0,36; -1,20; 0,17; 0,24; 7,75 *** 19,76 ** 17,24 *** 2,52 ns 3,56 ns P3 120h 0,74; 0,55; -1,21; -0,35; 1,05; 5,26 ** 3,90 ns 8,54 *** 2,50 ns 7,43 *** 0,61; 0,49; -1,17; -0,74; 1,73; 2,87 ns 2,34 ns 5,51 ** 3,50 ns 8,17 *** q= valor do teste de comparação de Tukey; ns=não significativo; **p<0,05; ***p<0,0001 No experimento realizado durante o período de chuvas (Tabela 3) ocorreu uma inversão dos resultados, em todos os períodos de exposição avaliados. O crescimento radicular no ponto P2 foi inibido em relação aos pontos P1 e P3. Os resultados evidenciaram um aumento no crescimento radicular no ponto P1 em relação aos pontos P2 e P3. Para o ponto P2, os valores foram significativamente diferentes em todos os períodos de tempo avaliados, contudo somente após de exposição, os valores entre os pontos P1 e P3 foram significativamente diferentes. Para os pontos P2 e P3, os valores do ponto P2 observados foram maiores do que o ponto P3, para todos os períodos avaliados. Entretanto, a diferença só foi significativa após 120h de exposição. Tabela 3 Valores de média do crescimento radicular e q obtidos a partir do teste de comparação de Tukey para os períodos de 72, 120 e 168 horas de exposição aos diferentes tratamentos, durante o período de chuvas (fevereiro). Como controle negativo foi usado água e solução nutritiva de Hoagland e, como controle positivo, a solução de 15µl metil metanossulfonato (MMS). As amostras de águas superficiais foram coletadas no ponto de captação para abastecimento no rio Jaguari (P1), no ribeirão Lavapés próximo à foz com o rio Jaguari (P2) e no rio Jaguari (P3), na ponte da rodovia SP-95 no trecho que liga Bragança Paulista a Amparo, no Km 9, após receber as águas do afluente ribeirão Lavapés. Tratamentos Hoagland 120h MMS 120h P1 120h Diferença entre as médias; q Água Hoagland MMS P1 P2 0,09; 0,83 ns -0,17; 0,73 ns -2,85; 6,57 *** -0,22; -0,31; 1,98 ns 2,81 ns -0,95; -0,78; 4,03 ns 3,30 ns -2,62; 0,22; 6,04 ** 0,52 ns -0,24; -0,34; -0,02; 2,18 ns 3,02 ns 0,20 ns -0,70; -0,52; 0,25; 2,96 ns 2,23 ns 1,06 ns

6 -2,91; -0,06; -0,29; 6,71 *** 0,14 ns 0,67 ns 0,59; 0,49; 0,81; 0,83; 5,25 ** 4,42 * 7,24 *** 7,44 *** P2 120h 2,22; 1,39; 2,17; 1,92; 5,16 ** 5,89 ** 9,19 *** 8,12 *** 0,07; 2,93; 2,70; 2,99; 0,17 ns 6,74 *** 6,21 *** 6,88 *** 0,42; 0,33; 0,65; 0,67; -0,16; 3,79 ns 2,95 ns 5,77 ** 5,97 ** 1,46 ns P3 120h 0,21; 0,38; 1,16; 0,91; -1,00; 0,89 ns 1,63 ns 4,93 * 3,86 ns 4,26 * -1,13; 2,59 ns 1,72; 3,97 ns 1,49; 3,44 ns 1,78; 4,11 ns -1,20; 2,77 ns q= valor do teste de comparação de Tukey; ns=não significativo; **p<0,05; ***p<0, DISCUSSÃO O aumento da necessidade de água potável causado pela expansão demográfica de municípios de médio porte como Bragança Paulista, somados a ausência de um sistema de tratamento de esgoto podem contribuir para uma diminuição na qualidade de água disponibilizada para o consumo e lazer da população. O uso do teste Allium no biomonitoramento da qualidade dessas águas superficiais pode contribuir com a avaliação das águas superficiais do município, por ser um método barato e de fácil realização. Os resultados considerando o experimento realizado durante o mês de agosto identificaram um aumento no crescimento radicular no ponto P2 em relação ao ponto P1 para todos os períodos avaliados, demonstrando que o efeito da estiagem, com a diminuição da vazão dos rios, aumentou a concentração dos resíduos orgânicos lançados no ribeirão Lavapés e daqueles despejados no rio Jaguari. No experimento realizado durante o período de chuvas observou-se uma situação contrária, em todos os períodos de exposição avaliados. O crescimento radicular no ponto P2 foi inibido em relação aos pontos P1 e P3, demonstrando que o aumento no volume de água nos leitos do ribeirão Lavapés e do rio Jaguari, contribuiu para a provável diluição dos poluentes orgânicos. A presença de dejetos ricos em fósforo e nitrogênio, abundantes nos efluentes domésticos, é a principal explicação encontrada na literatura (Wang, 2006; Quiblier et al., 2008). Demais autores demonstraram que o uso crescente de produtos químicos nas atividades domésticas, industriais e agrícolas contribui para a formação de misturas complexas de substâncias que podem interagir entre si e com os organismos, causando efeitos genotóxicos e citotóxicos (Amaral et al., 2007; Nilüfer et al., 2008; Ternus et al., 2011). Entretanto, os resultados obtidos neste estudo mostram que o efeito encontrado foi decorrente apenas da ação de dejetos orgânicos, advindos principalmente do esgoto doméstico. Para se conhecer os efeitos de poluentes químicos, outros métodos devem desenvolvidos. Comparando os resultados obtidos nos pontos de coleta do município de Bragança Paulista com trabalhos realizados em outras cidades, Dusman et al. (2010) analisando as águas dos córregos da região nordeste de Maringá, local de grande concentração de população urbana também não evidenciou alterações citotóxicas estatisticamente significativas, usando o teste Allium cepa. Contudo assim como estes autores, sugerimos que a análise periódica dos pontos de coletas avaliados por este trabalho seja realizada e, somados a este estudo, seja desenvolvido um

7 trabalho de conscientização da população sobre os danos provocados ao meio ambiente pelo despejo de esgoto sem tratamento diretamente nos rios. REFERÊNCIAS Amaral, A.M.; Barbério, A.; Voltolini, J.C.; Barros, L., Avaliação preliminar da citotoxicidade e gentoxicidade da água na bacia do rio Tapanhon (SP-Brasil) através do teste Allium (Allium cepa). Revista Brasileira de Toxicologia, São Paulo, vol. 20, n.1/2, pp Barbério, A.; Barros, L.; Voltolini, J. C.; Mello, M. L. S., Evaluation of the cytotoxic and genotoxic potential of water from the Brazilian river Paraíba do Sul with the Allium cepa test. Brazilian Journal of Biology, São Carlos, vol. 69, n. 3, pp Barbosa, J.S.; Cabral, T.M.; Ferreira, D.N.; Agnez-Lima, L.F.; Batistuzzo de Medeiros, S.R., Genotoxicity assessment in aquatic environment impacted by the presence of heavy metals. Ecotoxicology and Environmental Safety, vol. 73, pp Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental - CETESB. Relatório de qualidade das águas interiores do estado de São Paulo São Paulo: CETESB, p. CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº20, de 18 de junho de In: PINTO, W. de D. (Org.). Resoluções CONAMA anotada. Brasília: Fórum, p Dusman, E.; Faria, J. S.; Toledo, F.; Mazeti, C. M.; Gonçalves, M. E. K.; Vicentini, V. E. P., Vegetal test-system investigation on cytotoxicity of water from urban streams located in the northeastern region of Maringá, Paraná State, Brazil. Acta Scientiarum Biological Sciences, Maringá, vol.33, n.1, pp Egito, L. C. M.; Medeiros, M. G.; De Medeiros, S. R. B.; Agnez-Lima, L. F., Cytotoxic and genotoxic potential of surface water from the Pitimbu river, northeastern/rn Brazil. Genetics and Molecular Biology, Ribeirão Preto, vol. 30, n. 2, pp Fiskesjö, G., The Allium test an alternative in environmental studies: the relative toxicity of metal ions. Mutation Research, Amsterdan, vol. 197, n. 1, pp Hoagland, D. R.; Arnon, D. I., The water: culture method for growing plants without soil. Berkeley: California Agicultural Experiment Station, 32 p. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) [Internet]. Censos Demográficos. Cidades@. Rio de Janeiro (RJ): IBGE; Disponível em: Acesso em: 29 ago Nilüfer, A.; Serap, C.; Senay, S.; Dilek, Y.; Özelm, O., Evaluation of clastogenicity of 4,6- Dinitro-o-cresol (DNOC) in Allium root tip test. Journal of Biological Environment SCL, vol. 59, pp

8 Nunes, E.A.; Lemos, C.T.; Gavronski, L.; Moreira, T.N.; Oliveira, N.C.D.; Silva, J., Genotoxic assessment on river water using different biological systems. Chemosphere, vol. 84, pp Plano Municipal de Saneamento Básico de Bragança Paulista SP. Sistema de Abastecimento de Água e Esgotamento Sanitário. Bragança Paulista, novembro p. Quiblier, C.; Leboulanger, C.; Sané, S.; Dufour, P., Phytoplankton growth control and risk of cyanobacterial blooms in the lower Senegal river delta region. Water Research, London, vol. 42, n. 4-5, pp Souza, B.S.S Irrigação por infiltração com efluente de lagoa anaeróbica em solo cultivado com milho (Zea mays L.). 178f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Universidade Estadual de Campinas; Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP, Ternus, R. Z.; Souza-Franco, G. M.; Anselmini, M. E. K.; Mocellin, D. J. C.; Magro, J. D., Influence of urbanisation on water quality in the basin of the upper Uruguay River in western Santa Catarina, Brazil. Acta Limnologica Brasiliensia, vol.23, n.2, pp Wang, B., Cultural eutrophication in the Changjiang (Yangtze River) plume: History and perspective. Estuarine, Coastal and Shelf Science, New York, vol. 69, pp