XIII SIMPÓSIO DE RECURSOS HIDRÍCOS DO NORDESTE DINÂMICA DE CIANOBACTÉRIAS NO RESERVATÓRIO DO RIBEIRÃO JOÃO LEITE

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1 XIII SIMPÓSIO DE RECURSOS HIDRÍCOS DO NORDESTE DINÂMICA DE CIANOBACTÉRIAS NO RESERVATÓRIO DO RIBEIRÃO JOÃO LEITE Andréia Gomes dos Santos Arantes 1 ; Nora Katia Saavedra del Aguila 2 ; Juliana Beatriz Sousa Leite 3 & Rosalmina Cipriano da Silva 4 RESUMO As florações de cianobactérias são consideradas um grave problema ambiental e de saúde pública, principalmente em reservatórios utilizados para abastecimento público de água, pois diversas espécies possuem potencialidade de produzirem toxinas. Considerando que a obtenção de água potável em quantidade e qualidade suficientes é um dos grandes desafios da humanidade neste século, esse trabalho objetiva analisar a ocorrência e a densidade de cianobactérias presentes no reservatório do ribeirão João Leite correlacionando com a temperatura da água e as concentrações de nitrogênio e fósforo. Os resultados apontam que a população de cianobactérias é maior no período chuvoso (outubro a março) com uma densidade média de cél/ml, entre as espécies encontradas destacaram-se Aphanocapsa holsatica (Lemmermann) Cronberg et Komárek 1994 e Planktolyngbya limnetica (Lemmermann) Komárková-Legnerová et Cronberg ABSTRACT The cyanobacteria are considered a serious environmental and public health problem, especially in reservoirs used for human consumption, because many species have potential to produce toxins. The production of drinking water in sufficient quantity and quality is one of the great challenges facing humanity in this century, this work aims to analyze the occurrence and density of cyanobacteria present in the stream of the reservoir João Leite correlate with the water temperature and the concentrations of nitrogen and phosphorus. The results showed that the cyanobacteria population is higher in the rainy season (October to March) with an average density of 232,974 cells / ml, between species found stood out Aphanocapsa holsatica (Lemmermann) Cronberg et Komárek 1994 e Planktolyngbya limnetica (Lemmermann) Komárková-Legnerová et Cronberg Palavras-Chave Cianobactéria, reservatório, eutrofização. 1) Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária (PPGEAS). Universidade Federal de Goiás (Brasil). Química pela Saneamento de Goiás S/A (SANEAGO). andreia_gyn24@yahoo.com.br 2) Professora Adjunta da Escola de Engenharia Civil e Ambiental. Universidade Federal de Goiás, Av.Universitária, 1488, Q. 86, L. Área Setor Universitário. Goiânia-GO. katia.saavedra@gmail.com 3)Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária (PPGEAS). Universidade Federal de Goiás (Brasil). julianabeatrizsl@gmail.com 4) Biomédica pela Pontifícia Universidade Católica de Goiás (PUC-GO). Bióloga pela Pontifícia Universidade Católica de Goiás (PUC-GO). Trabalha no reservatório do ribeirão João Leite da Saneamento de Goiás S/A (SANEAGO). rosalminacipriano@hotmail.com 1

2 1 INTRODUÇÃO Os ambientes aquáticos estão sujeitos a diversos impactos oriundos de ações antrópicas, que ocasionam significativas alterações em suas características físicas, químicas e biológicas. O uso inadequado dos recursos hídricos, em decorrência da expansão dos centros urbanos, do crescimento populacional desordenado aliado ao aumento das atividades agrícolas e industriais contribui para o acréscimo da carga de nutrientes, principalmente nitrogênio e fósforo, nos corpos d' água (DI BERNARDO; MINILLO; DANTAS, 2010). Ao fenômeno causado por esse enriquecimento artificial dá-se o nome de eutrofização (CALIJURI; ALVES; SANTOS, 2006; SIQUEIRA; OLIVEIRA-FILHO, 2008). Como principais consequências da eutrofização destacam-se as mudanças na qualidade da água, a diminuição da concentração de oxigênio dissolvido e da transparência da água, aumento nas concentrações iônicas e condutividade elétrica, produção de odores desagradáveis, mudanças no ph, alteração na diversidade de espécies, florações de cianobactérias e produção de toxinas (CALIJURI; ALVES; SANTOS, 2006). A comunidade fitoplanctônica é composta de organismos aquáticos microscópicos que realizam a fotossíntese e vivem dispersos na coluna de água, tendo seu desenvolvimento regulado, principalmente, pela disponibilidade de luz e nutrientes (CALIJURI; CUNHA, 2013). Em lagos tropicais, a variação temporal do fitoplâncton está relacionada com a disponibilidade de nutrientes e a radiação subaquática, além da precipitação, ventos, turbulência, estratificação e desestratificação da coluna d água e taxa de decomposição (ESTEVES, 2011). O fitoplâncton tem papel importante em ambientes lênticos, pois sustenta as cadeias alimentares aquáticas e contribui para a transferência de carbono inorgânico para níveis tróficos superiores (FERNANDES et al., 2005), fazem parte dessa comunidade as cianobactérias que contribuem em grande parte na produtividade primária (FERRÃO-FILHO; MOLICA; AZEVEDO, 2009). Contudo, em ecossistemas eutrofizados há o favorecimento de florações de cianobactérias que são micro-organismos procariontes, fotossintetizantes, com uma organização bioquímica e celular bastante semelhante às bactérias (SOARES, 2009). As florações de cianobactérias são consideradas um grave problema ambiental e de saúde pública, principalmente em reservatórios utilizados para abastecimento humano, pois diversas espécies possuem potencialidade de produzirem toxinas (COSTA et al., 2009). O crescimento excessivo de cianobactérias restringe a utilização dos ecossistemas aquáticos como áreas de recreação, abastecimento e balneabilidade em função da presença de uma ampla variedade de 2

3 metabólitos secundários que podem ser neurotóxicos, hepatotóxicos e dermatotóxicos (MANTOVANI; MOSER; FAVERO, 2011). 1.1 Objetivo Considerando que a obtenção de água potável em quantidade e qualidade suficientes para o abastecimento humano é um dos grandes desafios da humanidade neste século, esse trabalho objetiva analisar a ocorrência e a densidade de cianobactérias presentes no reservatório do ribeirão João Leite correlacionando com a temperatura da água e as concentrações de nitrogênio e fósforo. 2 MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Área de estudo A barragem do reservatório João Leite (Figura 1) dista 15 (quinze) quilômetros em direção ao norte, do centro de Goiânia, limitada pelas coordenadas 16 33' 35'' S e 49 12' 38'' W (CAVALCANTE; CARMO, 2015). Foi construída entre 2002 e 2009, com a finalidade de ser a principal fonte de abastecimento de água potável da cidade de Goiânia e municípios conurbados, cuja expansão tem ampliado os problemas de suprimento público, tornando os sistemas atuais insuficientes para atender a demanda de água (SANEAGO, 2007). Figura 1. Localização do reservatório do ribeirão João Leite. 3

4 O enchimento do reservatório iniciou-se em dezembro de 2009 alcançando o seu primeiro extravasamento através do vertedor central da barragem em janeiro de 2011 (PINA, 2013). Possui em sua cota máxima operacional um volume de 129 hm 3 destinado a regularizar uma vazão de 6,23 m³/s, sendo 5,33 m³/s destinados ao abastecimento público de água e 0,90 m³/s como descarga mínima (ARANTES; SILVA; OLIVEIRA, 2015). 2.2 Amostragem As amostras para análises de fósforo total e nitrogênio foram coletadas no ponto limnológico (região mais profunda do reservatório), localizado próximo ao barramento (P1), coordenadas 16 33'54.70"S e 49 12'44.10"O, quinzenalmente, na zona eufótica, utilizando garrafa tipo van Dorn, entre 2011 e 2015 (n=96). Para realização da análise qualitativa do fitoplâncton realizou-se arraste vertical com rede de plâncton de 20µm de abertura, a baixa velocidade, na subsuperfície. Para as análises quantitativas, as amostras foram fixadas com lugol acético e a identificação das cianobactérias foi realizada segundo Komárek e Anagnostidis (1999, 2005), Sant Anna e Azevedo (2000), Hindák (2001) e Sant Anna et al. (2006). Na avaliação estatística dos respectivos parâmetros e das suas correlações limnológicas, utilizou-se a ferramenta das linhas de tendência (VIEIRA, 2016). 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados indicaram que existe uma grande variedade de cianobactérias no reservatório do ribeirão João Leite. Entre as espécies encontradas destacaram-se Aphanocapsa holsatica (Lemmermann) Cronberg et Komárek 1994 e Planktolyngbya limnetica (Lemmermann) Komárková-Legnerová et Cronberg As cianobactérias presentes no reservatório do ribeirão João Leite estão listadas no Quadro 1. Quadro 1 Cianobactérias identificadas no reservatório do ribeirão João Leite no período de 2011 a Cianobactérias identificadas Anathece sp.1 Aphanocapsa cf. incerta Aphanocapsa cf. microscopica Aphanocapsa delicatissima W. et G. S.West 1912 Aphanocapsa elachista W. West et G.S. West 1894 Aphanocapsa holsatica (Lemmermann) Cronberg et Komárek 1994 Aphanocapsa incerta (Lemmermann) Cronberg et Komárek 1994 Aphanocapsa koordersii Ström 1923 Aphanocapsa sp.1 4

5 Continuação. Quadro 1 Cianobactérias identificadas no reservatório do ribeirão João Leite no período de 2011 a Cianobactérias identificadas Aphanothece cf. minutissima Aphanothece clathrata W. et G. S. West 1906 Aphanothece cf. elabens Aphanothece elabens (Brébisson ex Meneghini) Elenkin 1938 Aphanothece minutissima (W. West) Komárková-Legnerová et Cronberg 1994 Aphanothece cf. nidulans Aphanothece cf. stagnina Aphanothece sp.1 Aphanothece saxicola Nägeli 1849 Chroococcus aphanocapsoides Skuja 1964 Chroococcus cf. minimus Chroococcus dispersus (Keissler) Lemmermann 1904 Chroococcus limneticus Lemmermann 1898 Chroococcus microscopicus Komárková-Legnerová & G. Cronberg 1994 Chroococcus minimus (Keissler) Lemmermann 1904 Chroococcus minor (Kützing) Nägeli 1849 Chroococcus minutus (Kützing) Nägeli 1849 Chroococcus prescottii Drouet Daily 1942 Chroococcus sp.1 Chroococcus sp.2 Coelomoron sp.1 Coelomoron tropicale Senna et al 1998 Coelosphaerium sp.1 Cyanodictyon sp.1 Cyanodictyon sp.2 Cyanodictyon filiforme J.Komárková-Legnerová & G.Cronberg 1994 Dolichospermum sp.1 Eucapsis sp.1 Eucapsis minima (Keissler) Lemmermann et Komárek 2014 Eucapsis aphanocapsoides (Skuja) Komárek 2015 Geitlerinema amphibium (Agardh ex Gomont) Anagnostidis 1989 Geitlerinema splendidum (Greville ex Gomont) Anagnostidis 1989 Geitlerinema unigranulatum (R.N.Singh) Komárek et Azevedo 2000 Limnococcus sp.1 Limnococcus sp.2 Limnococcus minimus (Keissler) Lemmermann 1904 Lemmermanniella sp.1 Lyngbya sp.1 Merismopedia cf. warmingiana Merismopedia glauca (Ehrenberg) Kützing 1845 Merismopedia marssonii Lemmermann 1900 Merismopedia punctata Meyen 1839 Merismopedia sp.1 Merismopedia tenuissima Lemmermann 1898 Merismopedia trolleri Bachmann

6 Continuação. Quadro 1 Cianobactérias identificadas no reservatório do ribeirão João Leite no período de 2011 a Cianobactérias identificadas Merismopedia warmingiana Lagerheim 1883 Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing 1846 Microcystis protocystis Crow 1923 Microcystis sp.1 Oscillatoria sp.1 Phormidium cf. chlorinum Phormidium sp.1 Planktolyngbya cf. limnetica Planktolyngbya limnetica (Lemmermann) Komárková-Legnerová et Cronberg 1992 Pseudanabaena catenata Lauterborn 1915 Pseudanabaena galeata Böcher 1949 Pseudanabaena limnetica (Lemmermann) Komárek 1974 Pseudanabaena sp.1 Pseudanabaena cf. biceps Radiocystis cf. geminata Radiocystis geminata (Skuja 1948) Radiocystis sp.1 Rhabdogloea sp.1 Rhabdoderma sp.1 Rhabdoderma cf. lineare Rhabdoderma lineare Schmidler e Lauterborn 1900 Snowella lacustris (Chodat) Komárek et Hindák 1988 Synechococcus nidulans (Pringsheim) Komárek in Bourrelly 1970 Synechococcus sp.1 Synechocystis aquatilis Sauvageau 1892 Synechocystis minuscula Voronichin 1926 Synechocystis salina Wislouch 1924 Trichodesmium sp.1 Considerando-se a grande amplitude na variação das populações de cianobactérias, foram empregados três indicadores estatísticos: as médias aritmética e geométrica e a mediana (Tabela 1). Os resultados apontaram que a população de cianobactérias é maior no período chuvoso (outubro a março) com uma densidade média de cél./ml. Tabela 1. Sazonalidade do crescimento das cianobactérias no período de 2011 a Período Média aritmética Mediana Média geométrica Set-nov Out-dez Nov-jan Dez-fev Seca (abr-set) Chuva (out-mar) Total

7 Ao se comparar as relações entre a concentração de fósforo total e as populações de cianobactérias (Figura 2) observa-se uma tendência levemente decrescente. Ressalta-se que, de modo geral, as concentrações médias de fósforo total registradas foram de 0,027 mg.l -1. Figura 2. Relação entre a concentração de fósforo total e a população de cianobactérias Carvalho et. al. (2011) em pesquisa realizada em 134 lagos no Reino Unido identificaram que os fatores mais importantes para o crescimento das cianobactérias são baixos teores de cor (no patamar de 10 a 20 unidades), alta alcalinidade, elevado tempo de residência da água e altas concentrações de fósforo total. Os autores ainda afirmam que a condição hidrológica (alto tempo de residência da água, superior a 30 dias) exerce uma maior influência do que a temperatura. Ao se comparar as relações entre a presença de nitrogênio total e as populações de cianobactérias (Figura 3) é obtida uma linha ascendente. Sendo que as concentrações médias de nitrogênio total foram de 0,33 mg.l -1. Figura 3. Relação entre a concentração de nitrogênio e a população de cianobactérias 7

8 Ferraz (2012) avaliou a ocorrência de cianobactérias em rios do Estado de Minas Gerais (bacias dos rios São Francisco, Doce e Grande) no período 2007 a 2011, com base em dados secundários extraídos de relatórios do Programa Águas de Minas, gerenciado pelo IGAM (Instituto Mineiro de Gestão das Águas). O tratamento estatístico, feito em um conjunto de resultados, indicou que a existência de apenas uma variável não seria suficiente para causar os episódios de floração de cianobactérias. Foi possível concluir que a interação de elevados valores de nitrato e fósforo total, alta temperatura da água e ph alcalino formam a combinação perfeita para o aumento repentino da densidade de cianobactérias. Na Figura 4 é feita a correlação da temperatura da água com a presença de cianobactérias e observa-se uma clara correlação positiva entre a temperatura e a presença de cianobactérias. Com temperaturas médias oscilando entre 22,5 C e 30 C no período analisado. Figura 4 - Relação entre a temperatura da água e a população de cianobactérias Paerl e Paul (2012) apontam que o aumento da temperatura da água implica um maior percentual de cianobactérias, diminuindo ainda a concentração limite de nutrientes para a eclosão da eutrofização. Além disso, altas temperaturas aumentam o grau de estratificação e favorecem a presença de cianobactérias que possuem capacidade de flutuação. 4 CONCLUSÕES A comunidade fitoplanctônica do reservatório João Leite caracteriza-se pela predominância de cianobactérias. Observa-se uma marcante influência da temperatura na floração de cianobactérias, as quais são incrementadas na época chuvosa (outubro a março). Destaca-se ainda a 8

9 relevância do nitrato como possível agente indutor do crescimento de cianobactérias, juntamente com a temperatura. AGRADECIMENTOS - Agradecemos a Universidade Federal de Goiás - PPGEAS, a Saneamento de Goiás S/A pelas análises de laboratório, pelos equipamentos de campo e disponibilização dos dados e a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás (FAPEG) pela concessão de bolsa de Mestrado. BIBLIOGRAFIA ARANTES, A. G. S.; SILVA; R. C.; OLIVEIRA, W. A. (2015). Avaliação da qualidade da água do futuro ponto de captação no reservatório para abastecimento público ribeirão João Leite. In: XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Brasília. Anais... Brasília: SBRH, 2015, pp CALIJURI, M. C.; ALVES, M. S. A.; SANTOS, A. C. A. (2006). Cianobactérias e cianotoxinas em águas continentais. Rima: São Carlos, 118 p. CALIJURI, M. C.; CUNHA, D. G. F. (2013). Engenharia Ambiental: conceitos, tecnologia e gestão. São Paulo: Elsevier, 832 p. CARVALHO, L.; MILLER, C. A.; SCOTT, E. M.; CODD, G. A.; DAVIES, P. S.; TYLER, A. N. (2011). Cyanobacterial blooms: statistical models describing risk factors for national-scale lake assessment and lake management. Sci. Total Environm. v. 409, n. 24, pp CAVALCANTE, T. C.; CARMO, N. C. (2015). Monitoramento ambiental da barragem do ribeirão João Leite utilizando ferramentas de geoprocessamento. In: XII Congresso Nacional de Meio Ambiente de Poços de Caldas, 2015, Poços de Caldas. Anais Congresso Nacional de Meio Ambiente de Poços de Caldas, pp COSTA, I. A. S.; CUNHA, S. R. S.; PANOSSO, R.; ARAÚJO, M. F. F.; MELO, J. L. S.; ESKINAZI-SANT ANNA, E. M. (2009). Dinâmica de cianobactérias em reservatórios eutróficos do semi-árido do Rio Grande do Norte. Oecol. Bras., v. 13, n. 2, pp DI BERNARDO, L.; MINILLO, A.; DANTAS, A. D. B. (2010). Florações de algas e cianobactérias: suas influências na qualidade da água e nas tecnologias de tratamento. Editora LDiBe: São Carlos, 538 p. ESTEVES, F. A. (2011). Fundamentos de Limnologia. Rio de Janeiro: Interciência, 826 p. FERNANDES, L. F.; WOSIACK, A. C.; PACHECO, C. V.; DOMINGUES, L.; LAGOS, P. E. D. (2005). Cianobactéria e cianotoxinas. In: Gestaõ integrada de mananciais de abastecimento eutrofizados. ANDREOLI, C. V.; CARNEIRO, C.. Curitiba: Sanepar Finep, pp FERRÃO-FILHO, A. S.; MOLICA, R.; AZEVEDO, S. M. F. O. (2009). Ecologia, Ecofisiologia e Toxicologia de Cianobactérias. Oecol. Bras., v. 13, n. 2, pp

10 FERRAZ, H. D. A. (2012). Associação da ocorrência de cianobactérias às variações de fatores bióticos e abióticos em rios do Estado de Minas Gerais. Dissertação de Mestrado do Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da Universidade Federal de Minas Gerais, 76 p. HINDÁK, F. (2001). Fotografický atlas mikroskopických siníc. [Microscopic cyanobacteria microphotos.] Veda Bratislava. 127 p. KOMÁREK, J.; ANAGNOSTIDIS, K. (1999). Cyanoprokaryota.1. Teil: Chroococales. In: ETTL, H. et al. Susswasserflora Von Mitteleuropa. Jena- Stuttgart-Lubeck- Ulm: Gustav Fischer, v. 19, pt. 1, 548 p. KOMÁREK, J.; ANAGNOSTIDIS, K. (2005). Cyanoprokaryota 2.Teil: Oscillatoriales. In: BUDEL, B. et al. Susswasserflora Von Mitteleuropa. Heidelberg: Elsevier/Spektrum. v. 19, pt. 2, 759 p. MANTOVANI, D.; MOSER, A. S.; FAVERO, D. M. (2011). Cianobactérias em Reservatórios Brasileiros e seus Prejuízos à Saúde Pública. Revista Agronegócios e Meio Ambiente; v. 4, n. 1, pp PAERL, H. W.; PAUL, V. J. (2012). Climate change: links to global expression of harmful cyanobacteria. Water Research 46, pp PINA, R. W. (2013). Avaliação experimental do crescimento da comunidade fitoplanctônica do Reservatório João Leite em diferentes condições de luz e nutrientes. Goiânia, 122 p., Dissertação (Mestrado em Engenharia do Meio Ambiente) Universidade Federal de Goiás. SANEAGO (2007). Estudo de Qualidade da Água (Relatório). Goiânia p. SANT ANNA, C. L.; AZEVEDO, M. T. P. (1999). Contribution to the knowledge of potentially toxic Cyanobacteria from Brazil. Nova Hedwigia, v. 71, n. 3, pp SANT ANNA, C. L; AZEVEDO, M. T. P.; AGUJARO,L. F.; CARVALHO, M. C.; CARVALHO, L. R.; SOUZA, R. C. R. (2006). Identificação e contagem de cianobactérias planctônicas de águas continentais brasileiras. Rio de Janeiro: Interciência. 58 p. SIQUEIRA, D. B.; OLIVEIRA-FILHO, E. C. (2008). Cianobactérias de água doce e saúde pública: uma revisão. Universitas Ciência da Saúde, v. 3 n. 1, pp SOARES, R. M. (2009). Toxicologia de cianotoxinas: microcistinas as estrelas do tema. Oecol. Bras., v. 13, n. 2, pp VIEIRA, S. (2016). Introdução à bioestatística. Rio de Janeiro: Elsevier, 243 p. 10