A resposta da microfauna às variáveis ambientais e aos níveis de poluição na Baía de Guanabara Abstract

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1 A resposta da microfauna às variáveis ambientais e aos níveis de poluição na Baía de Guanabara Claudia Gutterres Vilela Departamento de Geologia,IGEO/UFRJ (vilela@geologia.ufrj.br) Abstract: Guanabara Bay is located in the Brazilian southeast region, state of Rio de Janeiro. Its complex ecossistem includes beaches, mangroves, islands, sounds and river mouths that were impacted by the anthropogenic pollution, including domestic and industrial sewages, and oil from harbors, refineries and dutes. Micropaleontology integrated results contribute for the knowledge of the recent pollution levels, compared with assemblages in the past. Surface samples collected in 1999, 2000 and 2001 covered the entire bay. Cores were collected in 2001, at the North region. Results from foraminifera, ostracodes, micromoluscs and palinomorphs present characteristic assemblages as a response for distinct regions and environments in the bay, as well as different conditions in the past. Results of the foraminifera microfauna were correlated with organic matter values, split oil levels and heavy metals indexes. Occurrence of distinct species (Textularia earlandi, Elphidium spp) in the cores indicated environment stability of the marine conditions of the bay since 4210 y BP. Dominance of Ammonia tepida in the surface samples compared with its dominance in the upper 30 cm in cores is a response to high patterns of the pollution. Therefore this species can be considered as a bioindicator of anthropogenic pollution. Ostracode and micromolusc assemblages and taphonomic features confirm the foraminifera results. Cyprideis salebrosa is an opportunistic species of ostracoda and the microgastropode Helobia australis is adapted to pollution conditions. Results from palinomorphs identified climate characteristics and the human occupation by variation of pollen types in the cores. Palavras-chave: microfósseis; Baía de Guanabara; poluição 1. Introdução A Baía de Guanabara encontra-se entre as latitudes de 22º e 23º S na região sudeste brasileira, no Rio de Janeiro, possuindo um formato ligeiramente cordiforme. A partir da sua entrada, que possui apenas 1,65 km de largura, estende-se em direção S-N por 36 km, alargando-se gradativamente até mais de 30 km. Trata-se de um antigo estuário pleistocênico afogado, correspondente ao Paleo Rio Guanabara (Ruellan, 1944; Amador, 1997). Durante o Holoceno, desenvolveu-se nesta região um conjunto de ambientes diversificados que incluem praias, enseadas, manguezais, ilhas e deltas de rios. Considerando-se o nível de influência marinha, a Baía de Guanabara pode ser compartimentada em regiões de maior energia na entrada e no canal principal por onde entram as águas salinas, e de menor energia no interior da baía. Esse ecossistema complexo foi duramente degradado durante a ocupação 1 histórica através do assoreamento exacerbado e aterros realizados devido ao desenvolvimento populacional, restando hoje praias degradadas e poluídas, poucos manguezais praticamente restritos à região norte, onde constituem a APA de Guapimirim, e deltas de rios eutrofizados, com elevado conteúdo de matéria orgânica e metais pesados oriundos de esgotos domésticos e industriais. O crescimento das cidades do seu entorno, que compreendem a região metropolitana do Rio de Janeiro, transformou a área da baía em destino final de dejetos domésticos e industriais, e de derivados de hidrocarbonetos de petróleo oriundos de refinarias. O movimento de navios e embarcações, a passagem de dutos de óleo e as condições exacerbadas de tráfego terrestre agravaram a situação de estresse ambiental. Elevados teores de hidrocarbonetos foram detectados na baía (Mendonça Filho et al., 2003) aumentados pelos sucessivos derramamentos de óleo de

2 causas variadas, que ocorrem sistematicamente na região. A utilização da micropaleontologia e seus resultados comparados a dados sedimentológicos e geoquímicos fornece subsídios ao conhecimento do estado atual do ecossistema marinho na baía. Restos de pequenos organismos bentônicos tais como foraminíferos, ostracodes, microgastrópodes e biválvios, bem como palinomorfos são incorporados aos sedimentos, refletindo as condições ambientais atuais e pretéritas. Deste modo seus registros, representados em grande parte por revestimentos calcários e orgânicos, contribuem para a interpretação da evolução ambiental, podendo ser aplicados em estudos de monitoramento e recuperação dessas áreas costeiras degradadas. 2. Coletas e Metodologia As coletas na Baía de Guanabara foram realizadas em várias campanhas, sob a forma de sedimentos de fundo e testemunhos, a partir de Os sedimentos de fundo, coletados na interface sedimento-água, foram amostrados primeiramente em novembro de 1999 totalizando 92 amostras que cobriram toda a superfície da baía (Vilela et al., 2003; Senra, 2003; Barreto et al., 2003, 2004). Em junho de 2000, novas coletas de 15 amostras foram realizadas no porto de Niterói (Vilela et al., 2004). Em julho de 2000 foram amostrados sedimentos de fundo da região central e norte da baía em 22 pontos, sendo estas coletas repetidas em fevereiro de 2001 (Eichler et al., 2003). Em novembro de 2001 foram coletados 12 testemunhos curtos, na região norte da baía (Barreto et al., 2004; Figueira, 2004; Cardoso & Quadros, 2005). Em agosto de 2004 foram feitas coletas de sedimentos superficiais em lâmina d água de 0,50 m, na praia do Fundão (Natal, 2005). A metodologia de estudo de amostras de sedimento visando o conteúdo micropaleontológico é simples e específica para cada grupo estudado, sendo que inclui fases de separação do grupo de microfóssil a ser estudado do sedimento através de lavagem em peneiras ou através de passagens por série de ácidos, no caso dos 2 palinomorfos. Após o peneiramento, o resíduo é seco em estufa para em seguida se proceder a triagem à lupa estereoscópica, sendo os microorganismos triados colocados em células especiais. No caso dos palinomorfos, após o ataque com ácidos, o material é lavado e clarificado, para ser montado em lâminas de vidro e analisado ao microscópio biológico. Classificações taxonômicas e análises quantitativas com o auxílio de índices estatísticos são então efetuados para se identificarem as associações encontradas e seus padrões. A integração com dados abióticos do ambiente e com estudos sedimentológicos e geoquímicos complementa as informações fornecidas pelos microfósseis. Foram realizadas datações por C14 em amostras de um testemunho localizado ao norte, próximo à ilha de Paquetá. A taxa de sedimentação foi medida através do Pb210 em outro testemunho na região NE, próximo à APA de Guapimirim. 3. Resultados e Discussão 3.1 Datação A datação por C14 na base do testemunho próximo à ilha de Paquetá indicou a idade de 4210 anos AP (Barth et al., 2004). Uma discordância representada por variação litológica brusca na base deste testemunho indicou alterações ambientais que podem ser discutidas. A microfauna de foraminíferos bentônicos responde havendo uma quase ausência de carapaças, que são representadas apenas por alguns exemplares quebrados, preenchidos com sedimentos e oxidados, impossibilitando a classificação. A taxa de sedimentação medida através da atividade do Pb210 em testemunho na região NE próximo à APA de Guapimirim foi de 0,89 cm por ano. Este valor médio é semelhante a valores encontrados em trabalhos anteriores (Godoy et al., 1998). Assim pode-se calcular a grosso modo a idade deste testemunho, que tem 170 cm de comprimento, em cerca de 200 anos. A variação das associações de foraminíferos e a palinologia ao longo do testemunho, considerando-se o tempo de deposição no Holoceno, está sendo avaliada. A integração desses resultados pode trazer

3 importantes respostas sobre a evolução histórica da baía e as suas modificações pela influência antrópica desde o ciclo do café e o início da fase industrial. 3.2 Foraminíferos bentônicos A microfauna de maneira geral é pouco abundante, contendo tecas pequenas e desgastadas. Padrões de diversidade das associações estão relacionados às diferentes regiões da baía sob maior ou menor influência marinha, e variações nos teores de matéria orgânica medida pelo teor de carbono orgânico total (COT) nos sedimentos. A ocorrência, nas amostras da interface sedimento-água, de espécies dominantes características de ambientes confinados, tais como Ammonia tepida, Buliminella elegantissima e Quinqueloculina seminulum, em abundância crescente em direção ao fundo da baía, indica uma associação oportunista, citada na literatura em regiões costeiras sob estresse ambiental (Alve, 1995; Yanko et al., 1999). Por outro lado encontram-se espécies de plataforma nas regiões mais próximas da entrada, tais como Pseudononion cuevanensis, Bucella peruviana, Cassidulina subglobosa e Discorbis williamsoni (Vilela et al., 2003, Eichler et al., 2003). O estudo desenvolvido no porto de Niterói e na enseada de Jurujuba, que constitui uma região das mais confinadas da baía, sob alto impacto de poluição de metais pesados, demonstrou uma baixa abundância e diversidade da associação, caracterizada pela alta dominância de A. tepida, B. elegantissima e B. lowmani. Algumas deformidades nas espécies dominantes foram assinaladas podendo estar relacionadas aos metais e a elevados teores de matéria orgânica (Vilela et al., 2004). A variação da ocorrência das espécies nos testemunhos analisados na região N e NE é correlacionável, mostrando um aumento das espécies oportunistas, destacando-se A. tepida, em direção ao topo. Este resultado é diretamente proporcional aos valores de COT, que aumentam também em direção ao topo. B. elegantissima, que responde positivamente à matéria orgânica, é bem representada nos testemunhos, com tecas piritizadas, porém ocorrem em maior abundância a partir de 30 cm de profundidade em direção à base. Ocorrências de espécies de Elphidium ao longo dos testemunhos e picos de abundância de Textularia earlandi principalmente nos intervalos superiores caracterizam sempre o ambiente confinado de baía. Espécimes de Haplophragmoides wilberti são dominantes em testemunho da região NE, próximo a São Gonçalo. Considerando-se o aumento da poluição em direção ao topo, A. tepida pode ser considerada um bioindicador do aumento da poluição em direção ao presente. Os sedimentos coletados próximos à praia do Fundão foram utilizados para estudos experimentais de cultivo de foraminíferos. Esta técnica é pouco desenvolvida no Brasil, mas é utilizada mundialmente em estudos de impacto ambiental. Alguns espécimes vivos de Q. seminulum e A. tepida, que são epifaunais, mantiveram-se vivos em laboratório, aderidos a lâminas de vidro colocadas em aquário. Foram observados e fotografados seus reticulópodes abertos e espalhados sobre estas, e os movimentos citoplasmáticos, através de microscópio óptico de contraste de fase e câmara digital (Natal, 2005). Esta técnica é importante para a caracterização da microfauna recente que responde diretamente aos impactos ambientais. Mostrou-se viável, com baixo custo e infraestrutura apropriada, podendo ser desenvolvida em laboratórios de biologia marinha. 3.3 Ostracodes A análise de ostracodes na baía assinalou a presença do Gên. Cyprideis como a mais representativa e abundante nas amostras, indicando a espécie C. salebrosa como oportunista e, portanto, adaptável às variações ambientais. Esta espécie representa uma associação típica de ambientes mais impactados do centro e norte da baía, em oposição a. Aurila sp., que foi encontrada em amostras da área mais externa da baía. Uma análise comparativa de amostras coletadas entre 1999 e 2001 apresenta redução da abundância de indivíduos relacionada ao grande derramamento de óleo que ocorreu em duto 3

4 da PETROBRAS em julho de 2000 (Ghiselli Júnior et al., 2003). 3.4 Micromoluscos Análises em um testemunho próximo a APA de Guapimirim mostraram a presença do microgastrópode Helobia australis e do biválvio Anomalocardia brasiliana, que são espécies comumente encontradas em ambientes restritos. A abundância dessas espécies é inversamente proporcional ao longo do testemunho. Deste modo, enquanto H. australis é mais abundante nos níveis superiores, A. brasiliana ocorre em maior número em direção à base. A avaliação de feições tafonômicas, tais como índices de abrasão e fragmentação, considerou a associação parautóctone, e as condições ambientais favoreceram o aumento de H. australis nos níveis superiores (Senra, 2003) 3.5 Palinomorfos Grãos de pólen e esporos em sedimentos superficiais identificam o tipo de vegetação predominante em áreas do entorno da baía. A interpretação dos dados de freqüência dos palinomorfos mostrou uma predominância do grupo ecológico Campo/ Capoeira, refletindo intensa ação antrópica. A maior diversidade de taxa caracterizou a Floresta Ombrófila Densa encontrada nas encostas das montanhas. Em várias regiões da baía foram identificadas diferentes concentrações de palinomorfos depositadas pelas correntes e topografia do fundo, tornando-os importantes na caracterização da área sedimentar (Barreto et al., 2003). A análise palinológica no testemunho datado por C14, ao norte da baía, indicou a presença de Mata Atlântica exuberante correspondente a zona mais basal do testemunho, sob domínio de um evento regressivo. A zona acima desta apresentou maior riqueza de taxa e concentração total, com representantes de Vegetação Higrófila, indicando condições ambientais mais úmidas. A seguir, em direção ao topo do testemunho, ocorre uma diminuição na concentração e predomínio de Vegetação Campestre, seguida pelo aparecimento de espécies exóticas (Pinus, Casuarina), evidenciando a ocupação humana mais acentuada, com influência européia (Barreto et al., 2004). 4. Conclusões As respostas dos vários grupos de microfósseis podem ser integradas e representam de maneira eficaz os índices atuais de poluição, bem como episódios de ocupação da baía. Podem-se observar aspectos de uma microfauna de foraminíferos bentônicos característica para as diversas regiões da baía, que responde a teores de poluição por matéria orgânica, hidrocarbonetos e metais pesados. No testemunho próximo à ilha de Paquetá, a ocorrência de Textularia earlandi e espécies de Elphidium, que estiveram presentes ao longo do testemunho, indicaram a estabilidade ambiental das condições marinhas da baía desde 4210 anos AP. A dominância de A. tepida nas amostras da interface sedimento-água bem como a sua dominância na parte superior dos testemunhos, partir de cerca de 30 cm de profundidade até o topo é uma resposta aos padrões elevados de poluição. Esta espécie pode ser considerada um bioindicador para a poluição antropogênica. Buliminella elegantissima responde a altos valores de matéria orgânica dos ambientes confinados. O conhecimento das associações de ostracodes e dos aspectos tafonômicos de micromoluscos confirmam os resultados dos foraminíferos na busca por bioindicadores de poluição. A palinologia identificou aspectos do clima e a evolução da ocupação humana através da identificação de tipos polínicos de vegetações características, que variaram ao longo dos testemunhos. 5.Referências Bibliográficas ALVE E (1995) Benthic foraminiferal responses to estuarine pollution: a review. J. For. Res. 25: AMADOR ES (1997). Baía de Guanabara e Ecossistemas Periféricos: Homem e Natureza. REPROARTE Gráfica e Editora Ltda., 539p. 4

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6 FAPERJ Fundação Carlos Chagas de Apoio à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro: Programa Cientista do Nosso Estado, proc. E-26/ /99 CNPq Conselho de Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Brasil Bolsa de Produtividade, proc /