Service or disservice? The role of marine coastal bioengineers in plastic debris trapping

• Autor(a) principal: Cozzolino, Lorenzo
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.1/15029
• topic: Ambientes costeiros; Engenheiros de ecossistemas; Lixo marinho; Poluição plástica; Ria formosa; Mariscos; Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais

Hoje em dia, a poluição plástica é cada vez mais reconhecida como uma séria ameaça ambiental e económica que compromete a biodiversidade dos ecossistemas marinhos e os serviços que estes prestam. A crescente entrada de lixo plástico nos oceanos exige esforços imediatos para coletar dados sobre a ocorrência, abundância e dispersão de detritos plásticos para uma melhor avaliação ambiental e para impulsionar práticas de gestão. Para alcançar esses resultados, é necessário um foco importante em ecossistemas-chave, como os formados por bioengenharia. Os bioengenharia são espécies que modulam a disponibilidade de recursos diminuindo o estresse ambiental ou aumentando a complexidade do habitat, influenciando positivamente as espécies em sua comunidade, resultando em um aumento geral da biodiversidade. No entanto, há uma lacuna de conhecimento sobre o papel potencial dos bioengineiros costeiros marinhos na captura de detritos plásticos que exige atenção. Ao aumentar a complexidade do habitat, os engenheiros dos ecossistemas costeiros, tais como ervas marinhas, marismas e macroalgas rizófitas, podem agir indirectamente como sumidouros de plástico dos oceanos. Além disso, se o acúmulo de detritos plásticos em ecossistemas formados por bioengenheiros for realmente promovido, isso pode ter, por sua vez, efeitos deletérios sobre sua fauna associada. A exposição direta dos organismos que vivem dentro das estruturas dos bioengineiros a altas concentrações de poluentes plásticos pode ter efeitos negativos sobre sua saúde. Em particular, o risco de ingestão acidental de microplásticos pode ser aumentado em bivalves com hábitos de alimentação por filtração que ocorrem em habitats bioengenharia. É importante notar que, em zonas onde as espécies comerciais de bivalves são directamente colhidas de ecossistemas naturais, como os prados de ervas marinhas, o potencial destes habitats para actuarem como sumidouros de plástico pode, em última análise, afectar a saúde humana. Aqui, eu investiguei o papel potencial dos bioengenharia costeira como sumidouros de macro e microplástico. Assim, quantifiquei a ocorrência, tipologia e abundância de detritos plásticos em ervas marinhas intertidais (Zostera noltei), ervas marinhas subtidais (Cymodocea nodosa e Zostera marina), macroalgas rizófitas (Caulerpa prolifera) e sapais intertidais (Sporobolus maritimus) habitando uma lagoa costeira antropizada. Hipotetizei que estes bioengenheiros acumulam mais macroplásticos entre as frondes das copas e microplásticos no sedimento superficial do que as manchas adjacentes de sedimentos nus. No geral, não encontrei diferenças significativas entre a capacidade de aprisionamento de bioengenharia vegetal e sedimentos nus laterais. Uma diferença significativa foi detectada apenas entre a abundância de macroplásticos em S. maritimus e seu sedimento pelado intertidais lateralmente. No entanto, apesar da falta de diferença estatística significativa, os sedimentos coletados em Z. noltei intertidais (0.019 ± 0.017 n MPs g-1) e S. maritimus (0.024 ± 0.019 n MPs g-1) resultaram ligeiramente menos contaminados por microplásticos do que os das espécies sub-mareais C. nodosa e C. prolifera (0.035 ± 0.027 n MPs g-1 e 0.034 ± 0.025 n MPs g-1). Em geral, o microplástico mais abundante detectado foi a fibra (86,5%) e a cor mais comum foi o azul (45%). Por outro lado, a avaliação macroplástica revelou S. maritimus (0,220 ± 0,157 macroitems m-2) e C. prolifera (0,048 ± 0,061 macroitems m-2) com a maior concentração macroplástica por número (n macroitems m-2) e a menor por massa (0,513 ± 0,428 g macroitems m-2 e 0,848 ± 1.056 g macroitems m-2, respectivamente), enquanto C. nodosa (0,013 ± 0,021 macroitems m-2) e Z. noltei (0,013 ± 0,020 macroitems m-2) apresentaram a menor abundância macroplástica (n macroitems m-2) e a maior massa (16,431 ± 39,752 g macroitems m-2 e 6,326 ± 14,827 g macroitems m-2, respectivamente). No total, 61,4% dos detritos macroplásticos encontrados eram fragmentos. Em seguida, avaliei se os bioengineiros intertidais e subtidais aprisionaram diferentes quantidades e tipologias de macro e microplásticos. Para tanto, comparei as espécies intertidais Z. noltei e S. maritimus com as espécies subtidais C. nodosa/Z. marina e C. prolifera. Hipotetizei que o padrão de distribuição do tipo plástico difere entre-marés e bioengenharia sub-marítima de acordo com a forma como a sua formação estrutural modifica as condições ambientais locais. Em geral, eu esperava encontrar mais plástico em espécies sub-mareais devido à sua maior exposição aos poluentes presentes na coluna de água. No entanto, nenhuma diferença significativa foi detectada entre a quantidade e a tipologia dos macro e microplásticos acumulados em habitats intertidais e subtidais. Para fornecer uma declaração completa da deposição de plástico nos prados dos bioengineiros, eu também quantifiquei a ocorrência, tipologia e abundância de microplásticos aderidos nas copas dos bioengineiros. Para atingir este objectivo, analisei as lâminas das folhas dos cinco bioengineiros visados: Z. noltei, S. maritimus, Z. marina, C. nodosa e C. prolifera. Hipotetizei que parte dos microplásticos aprisionados nos bioengineiros não atingiria a superfície do sedimento, mas poderia potencialmente aderir às folhas de ervas marinhas. A expectativa era encontrar um número maior de MPs na superfície das folhas das espécies sub-mareais devido à sua maior exposição aos poluentes presentes na coluna de água. Diferenças significativas na abundância de microplástico nas folhas dos bioengineers intertidais e subtidais confirmaram a minha hipótese, com as espécies subtidais aprisionando mais detritos do que as intertidais. Em geral, a maior concentração microplástica foi encontrada nas folhas de C. prolifera (0,0559 ± 0,0936 MPs cm-2) e Z. noltei (0,0529 ± 0,1238 MPs cm-2), seguido por C. nodosa (0,0198 ± 0,0308 MPs cm-2) e Z. marina (0,0114 ± 0,0113 MPs cm-2). A menor contaminação foi registrada em S. maritimus com 0 MPs cm-2. No geral, os microplásticos detectados nas folhas eram todas fibras e as cores mais comuns eram o azul (36%). Finalmente, para entender se altas concentrações de plástico nos bioenginheiros e nos sedimentos laterais nus podem afetar a fauna associada, avaliei a ocorrência e abundância de microplástico ingerido por espécies bivalves rentáveis (Ruditapes decussatus, Polititapes sp. e Cerastoderma sp.), comumente colhidas na Ria Formosa. Encontrei que MPs ocorrem em altas concentrações em todas as espécies bivalves investigadas. Especificamente, Ruditapes decussatus continha em média 18,4 ± 21,9 MP itens g-1 (u.i.) tecido e exibiu a maior concentração de MP por peso, Cerastoderma sp. e Polititapes sp. seguidos de 11,9 ± 5,5 MP itens g-1 (u.i.) e 10,4 ± 10,4 MP itens g-1 (u.i.), respectivamente. Globalmente, 88% das MP encontradas eram fibras sintéticas, a maioria das quais eram azuis (51,6%). Os polímeros mais representados foram o polietileno (PE) e o poliestireno (PS). O número inesperadamente elevado de microplásticos registados em bivalves sugere que este sistema lagunar semi-fechado está a sofrer uma pressão antropogénica superior à dos sistemas costeiros abertos e afirma um esforço imediato para reduzir os resíduos plásticos e melhorar a gestão da eliminação de águas residuais na Ria Formosa. Os resultados desta investigação ajudariam a preencher as lacunas de conhecimento existentes e a definir novas zonas potenciais de acumulação de plástico em habitats costeiros chave para a vida selvagem marinha, mas é necessária investigação futura para melhor inferir o padrão de deposição de plástico nestes ecossistemas vitais.