ÍNDICES BIÓTICOS DE MACROINVERTEBRADOS BENTÔNICOS COMO INDICADORES DE QUALIDADE DA ÁGUA EM UM CÓRREGO EM ÁREA INDUSTRIAL

Transcrição

1 ÍNDICES BIÓTICOS DE MACROINVERTEBRADOS BENTÔNICOS COMO INDICADORES DE QUALIDADE DA ÁGUA EM UM CÓRREGO EM ÁREA INDUSTRIAL Tiago Henrique Palheta Nery da Silva 1* & Kennedy Francis Roche 2 & William Marcos da Silva 3 & Jonas de Sousa Correa 4 Resumo Neste estudo foi realizada a análise da qualidade da água em um córrego urbano que recebe lançamentos de efluentes industriais utilizando a composição da comunidade de macroinvertebrados presentes no sedimento e substratos como ferramenta bioindicadora. Foram coletadas amostras de sedimento de 4 pontos ao longo do córrego nas estação chuvosa e seca. Foram realizadas cálculo de métricas de diversidade, equitatividade, riqueza e os índices bióticos de qualidade da água segundo a metodologia do Biological Monitoring Working Party-score (BMWP), Average Score Per Taxon (ASPT) e o Índice da Comunidade Bêntônica para o Rio (ICB RIO ). Apenas 3 táxons de macroinvertebrados bentônicos em todas as amostras foram encontrados, sendo eles a classe Oligochaeta, e famílias Chironomidae e Glossiphoniidae. O uso de índices bióticos resultou para todos os pontos uma classificação ruim para o BMWP, poluição severa pelo ASPT e péssimo para o ICB RIO. Palavras-Chave índices bióticos, macroinvertebrados bentônicos, qualidade da água. BIOTIC INDICES OF BENTHIC MACROINVERTEBRATES AS INDICATORS OF WATER QUALITY IN A STREAM IN AN INDUSTRIAL AREA Abstract This study was conducted to analyze in a urban stream water quality receiving releases of industrial wastewater using the composition of the macroinvertebrate assemblages present in sediments and substrates as bio-indicator organism. The calculation were performed of diversity metrics, equitability, richness and biotic indices water quality according to the methodology of the Biological Monitoring Working Party-score (BMWP), Average Score Per Taxon (ASPT) and the Benthic Community level to stream (ICB RIO ). Only 3 taxa of benthic macroinvertebrates in all samples were found, namely the class Oligochaeta and Chironomidae and Glossiphoniidae families. The use of biotic indices resulted for all points a poor rating for BMWP, severe pollution for ASPT and poor for ICB RIO. Keywords biotic indices, benthic macroinvertebrates, water quality. 1 * Mestrando em Tecnologias Ambientais. Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS). tiagohmx@gmail.com 2 Professor Adjunto. Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS). kroche01@gmail.com 3 Professor Adjunto. Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS) - CPAN. wmsilvax@gmail.com 4 Doutorando em Tecnologias Ambientais. Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS). jonas_agua@hotmail.com XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 INTRODUÇÃO Os ecossistemas aquáticos estão sendo alterados pelos impactos ambientais causados pelas atividades antrópicas. Em áreas urbanizadas os cursos de águas estão perdendo suas características naturais e diversidade biológica, pois sofrem alterações em sua composição taxonômica causados pelos lançamentos de poluentes no corpo hídrico por fontes pontuais (efluentes domésticos e industriais) e difusas (agricultura) (Allan e Castillo, 2007). Organismos aquáticos como os macroinvertebrados bentônicos são encontrados na maioria dos ambientes aquáticos, vivem no sedimento ou em diferentes substratos no fundo dos corpos d água e são visíveis a olho nu, maiores que 0,25 mm. São frequentemente usados como indicadores de qualidade da água e saúde do ecossistema analisando a composição de sua comunidade (Klemm et al., 1990). O uso de bioindicadores de qualidade da água como os macroinvertebrados bentônicos oferecem vantagem em relação aos métodos químicos, pois revelam a poluição orgânica ou tóxica em um período maior, já que possuem um ciclo de vida longo e quando ainda não é detectada pelos métodos químicos. Por isso é importante o seu emprego complementarmente aos métodos químicos (De Pauw e Vanhooren, 1983). Os organismos bentônicos refletem a integridade ecológica global e permitem avaliar o impacto agregado do ambiente, além de ser um método relativamente barato ao avaliar poluição tóxica (Barbour, 1999). Índices bióticos são usados para classificar a qualidade de água e consistem em categorizar macroinvertebrados bentônicos pela sua resposta à poluição orgânica, assim atribuir um valor para cada táxon de organismo quanto a sua tolerância à poluição orgânica através de níveis de oxigênio que podem suportar (Zimmerman, 1993). O presente estudo objetiva avaliar a qualidade da água de um córrego urbano que recebe lançamentos pontuais de efluentes industriais utilizando índices bióticos Biological Monitoring Working Party-score (BMWP), Average Score Per Taxon (ASPT) e o Índice da Comunidade Bêntônica para o Rio (ICB RIO ). METODOLOGIA Área de estudo XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 A área de estudo é localizada na bacia do córrego Imbirissu no município de Campo Grande no estado de Mato Grosso do Sul (Figura 1). Foram coletados amostras de sedimento em 4 pontos ao longo do córrego. Em uma região do córrego ele recebe uma alta carga de efluentes industriais da cidade. Foram coletadas amostras da nascente (Ponto 1), à montante (Ponto 2) e à jusante (Ponto 3) dos lançamentos pontuais de efluentes industriais e à jusante do córrego próximo à desembocadura do córrego para outro de maior ordem (Ponto 4). Figura 1 Representação da localização espacial dos pontos amostrados. Fonte: Autor, modificado de (Google, 2013) Coleta de dados Para o estudo da qualidade da água dos pontos foram realizadas duas campanhas de coleta sendo uma no período chuvoso em Novembro de 2012 e a outra no período seco em Agosto de Para as variáveis bióticas de qualidade da água foram coletadas para cada ponto uma amostra de sedimento usando uma draga cilíndrica por meio de arrasto no fundo do córrego. O material recolhido foi fixados com formaldeído 5%. filtrados em malha 0,5 e fixados em etanol 70%. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 Após a lavagem os organismos presentes no sedimento passaram pela fase de triagem. Para melhor visualização dos macroinvertebrados nesta etapa eles foram corados com corante Rosa de Bengala e sendo conservados após triagem em recipientes com etanol 70%. Os organismos foram identificados em nível de família seguindo (Mugnai et al., 2010). Para avaliar a qualidade da água foram aplicados índices bióticos, de diversidade e métricas potenciais sensíveis à degradação ambiental. Os índice bióticos escolhidos foram o Biological Monitoring Working Party-score (BMWP) adaptado por Junqueira et al, (2000) e o Average Score Per Taxon (ASPT) por Mandaville, (2002). Foi empregada também a análise multimétrica utilizando-se o Índice da Comunidade Bêntônica para o Rio (ICBRIO) (Kuhlmann et al., 2012). Para o cálculo do Índice da Comunidade Bentônica (ICBRIO), foram utilizadas as métricas de Riqueza Total de Táxon (S) e Diversidade de Shannon-Wiener (H ). Os índices de diversidade e métricas escolhidas foram apresentados por e (Barbour, et al, 1999) sendo listados a seguir: Densidade Total (DT); Riqueza total de táxon (S); Diversidade de Margalef; Dominância (DOM); Índice de diversidade de Shannon-Wiener (H ); Equitatividade de Pielou (J ); Razão Oligochaeta/Chironomidae (O/C); Razão Oligochaeta/Densidade total (O/DT); Porcentagem de Chironomidae (% Chironomidae). Análise estatística Para apurar se existe diferença significativa entre verão e inverno nos parâmetros abióticos nos índices biológicos de diversidade (d, H ) e métricas (DT, S, DOM, J, O/C, O/DT e % Chironomidae) foi realizado o teste de médias t de Student bicaudal. Em todos os testes foi verificada a exigência para que as amostras de cada indicador possua distribuição normal do teste de normalidade Anderson-Darling, por isso não foi possível testar as médias das métricas de Densidade Total (DT) e Riqueza de Táxon (S). A análise estatística dos dados foi realizada no software MINITAB RESULTADOS E DISCUSSÕES Os resultados das métricas aplicadas são apresentados na Tabela 2 e os organismos encontrados na Tabela 1. No período chuvoso a Densidade Total foi maior no ponto 4. A riqueza XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 foi a maior nos pontos 1 e 2 com mos mesmos valores do que dos pontos 3 e 4 ambos com apenas uma família encontrada. Logo, nos pontos 3 e 4 não houve diversidade nem equitatividade, ficando a Dominância a maior possível pela classe Oligochaeta. Os índices de diversidade e equitatividade foram maiores no ponto 2, pois apresentaram maior distribuição de organismos em relação à densidade total, ficando com uma Dominância menor e maioria de organismos Oligochaeta em relação a Chironomidae, o que indica uma maior poluição orgânica. O ponto 1 teve uma maior Dominância, com Chironomidae em maior abundância em relação a Oligochaeta indicando uma qualidade da água melhor no ponto 1 em relação aos outros. Tabela 1 Densidade de macroinvertebrados bentônicos dos pontos amostrados nos períodos chuvoso e seco. Famílias Chuvoso Seco Glossiphoniidae Chironomidae Oligochaeta Tabela 2 Resultados das métricas aplicadas nas variáveis bióticas. Métricas Chuvoso Seco Densidade Total (DT) Riqueza total de táxon (S) 3,00 3,00 1,00 1,00 3,00 2,00 2,00 3,00 Diversidade de Margalef (d) 0,78 0, ,86 0,49 0,61 0,60 Dominância (DOM) 0,91 0,78 1,00 1,00 0,49 0,94 0,98 0,51 Diversidade de Shannon-Wiener (H ) 0,50 0, ,40 0,34 0,16 1,48 Equitatividade de Pielou (J') 0,31 0, ,88 0,34 0,16 0,93 Razão Oligochaeta/ Chironomidae (O/C) 0,07 0,16 1,00 1,00 0,55 1,00 0,98 0,44 Razão Oligochaeta/Densidade Total (O/DT) 0,07 0,15 1,00 1,00 0,49 0,94 0,98 0,21 % Chironomidae 91,26 77, ,53 0 2,33 27,22 Na estação seca houve uma densidade total maior no ponto 4. As riquezas foram maiores nos pontos 1 e 4 com as 3 famílias encontradas seguidas pelos pontos 2 e 3 também com o mesmo valor com 2 táxons. As métricas de diversidade e equitatividade foram maiores nos pontos 1 e 4. A métrica de Dominância foi maior nos pontos 2 e 3, pois possuem maior abundância relativa de XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 Oligochaeta. Em relação à abundância relativa de Oligochaeta, Chironomideo e Densidade total, o ponto 1 apresentou maior relação O/C e O/DT, pois possui maior abundancia relativa de Oligochaeta. O ponto 4 possui uma maior abundância relativa da Família Glossiphoniidae. A menor abundância de organismos na estação chuvosa devido ao efeito de lavagem dos organismos no sedimento devido à força da correnteza nos períodos de picos de vazão. Tabela 3 Resultados da aplicação dos índices bióticos e Protocolo de avaliação rápida para o período chuvoso. Pontos BMWP ASPT ICB RIO Pont. Sig. Pont. Sig. Pont. Sig. 1 6 Péssima 2 Poluição Severa 4 RUIM 2 6 Péssima 2 Poluição Severa 4 RUIM 3 1 Péssima 1 Poluição Severa 4 RUIM 4 1 Péssima 1 Poluição Severa 4 RUIM Tabela 4 Resultados da aplicação dos índices bióticos e Protocolo de avaliação rápida para o período seco. Pontos BMWP ASPT ICB RIO Pont. Sig. Pont. Sig. Pont. Sig. 1 6 Péssima 2 Poluição Severa 3,5 RUIM 2 4 Péssima 2 Poluição Severa 4 RUIM 3 3 Péssima 1,5 Poluição Severa 4 RUIM 4 6 Péssima 2 Poluição Severa 3,5 RUIM Os resultados da análise estatística para as métricas entre os períodos chuvoso e não apresentaram alterações estatisticamente significativas, ou seja, os resultados das métricas não alteraram da estação chuvosa para a seca. O resultado da avaliação da qualidade da água pelos índices bióticos para os períodos chuvoso e seco são apresentados nas tabelas 3 e 4 respectivamente. No período chuvoso, tanto para o BMWP, ASPT, ICB RIO receberam o significado da pior qualidade em todos os pontos. Na estação XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 seca, houve o mesmo comportamento que na estação chuvosa, apenas em alguns pontos alterando somente a pontuação dos Índices. A qualidade da água sendo péssima para o BMWP, poluição severa para o ASPT, e ruim para o ICB RIO se mostraram índices bastante sensíveis aos resultados da composição de diversidade de organismos encontrados, o que foi fator principal para os piores resultados em todos os Índices. Todos os táxons de macroinvertebrados bentônicos encontradas são as mais tolerantes à poluição segundo o índice BMWP, recebendo baixas pontuações na categoria. CONCLUSÕES As maiores densidades totais de organismos, índices de diversidade e equitabilidade entre todos os pontos nas estações chuvosa e seca do ano foram encontradas nos pontos mais distantes do lançamento de efluentes. A menor abundância de organismos foi na estação seca devido ao efeito da correnteza no período chuvoso. O uso de índices bióticos resultou para todos os pontos uma classificação da qualidade da água ruim para o BMWP, poluição severa pelo ASPT e péssimo de acordo com o ICB RIO. REFERÊNCIAS ALLAN, J.D.; CASTILLO. M.M. (2007). Stream ecology: structure and function of running waters. 2 ed. Chapman and Hall, New York, N.Y. BARBOUR, M.T.; GERRITSEN, J.; SNYDER, B.D.; STRIBLING, J.B. (1999). Rapid Bioassessment Protocols for Use in Streams and Wadeable Rivers: Periphyton, Benthic Macroinvertebrates and Fish, 2 ed. EPA 841-B US Environmental Protection Agency, Office of Water, Washington, DC. CHUTTER, F. M. (1972). An empirical biotic index of the quality of water in South African streams and rivers. Water Resourses. 6, XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 JUNQUEIRA, M. V.; AMARANTE, M. C.; DIAS, C. F. S.; FRANÇA, E. S. (2000). Biomonitoramento da qualidade das águas da Bacia do Alto Rio das Velhas (MG/ Brasil) através de macroinvertebrados. Acta Limnológica Brasiliensia, 12: KLEMM, D.J; LEWIS P. A.; FULK, F.; LAZORCHAK, J. M. (1990). Macroinvertebrate Field and Laboratory Methods for Evaluating the Biological Integrity of Surface Waters. EPA/600/4-90/030. US Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH. KUHLMANN, M. L.;FORNASARO, G. J, OGURA, L. L.; IMBINHO H. R. V. (2012). Protocolo para o biomonitoramento com as comunidades bentônicas de rios e reservatórios do estado de São Paulo, São Paulo, CETESB.113 p. MANDAVILLE, S.M. (2002). Benthic Macroinvertebrates in Freshwaters - Taxa Tolerance Values, Metrics, and Protocols. Project H-1, Soil & Water Conservation Society of Metro Halifax, 120p. MUGNAI, RICCARDO; NESSIMIAN J. L.; BAPTISTA D. F.(2010). Manual de identificação de macroinvertebrados aquáticos do Estado do Rio de Janeiro: para atividades técnicas, de ensino e treinamento em programas de avaliação da qualidade ecológica dos ecossistemas lóticos. Rio de Janeiro: Technical Books Editora.176 p. ZIMMERMAN,M. C.(1993). The Use of the Biotic Index as an Indication of Water Quality. In:Tested Studies for Laboratory Teaching Vol. 5, Proceedings of the 5th Workshop/Conference of the Association for Biology Laboratory Education (ABLE), XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8

9 XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 9