Biomonitoramento e ecotoxicologia de metais pesados através de moluscos bivalves em ecossistemas estuarinos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mello, Thaise Machado Senez
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/24768
Resumo: As concentrações de metais para as diferentes espécies da biota e para o homem podem tornar-se altamente tóxicas com os processos de bioacumulação e biomagnificação. O biomonitoramento é utilizado para avaliação da qualidade ambiental, através do uso de organismos vivos. Diversas espécies de bivalves são utilizadas em programas de biomonitoramento, sendo que no Brasil, ostras do gênero Crassostrea e mexilhões como Perna perna e Mytilus edulis são empregados com maior frequência. Bivalves são organismos filtradores e possuem a capacidade de acumular em seus tecidos substâncias e microrganismos presentes na água. Desta forma, foi biomonitorada a poluição de metais pesados dentro do estuário do Potengi (costa nordeste do Brasil) através do tecido mole de Crassostrea rhizophorae. Os metais Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn apresentaram concentrações distintas entre o sítio posicionado na entrada do estuário e o sítio localizado 5km a montante da foz. Também, os resultados foram indicativos de impacto ambiental negativo de origem antropogênica (capítulo 1). A partir destes resultados, ostras nativas foram transplantadas entre os dois sítios para a observação temporal da concentração destes metais nestes bivalves. Na entrada do estuário as condições físico químicas e hidrodinâmica exerceram maior influência na distribuição dos metais e índice de condição das ostras. Mais a montante, próximo do terminal portuário, o percentual de finos, a chuva, o esgoto (pH e salinidade) e a matéria orgânica, foram determinantes na bioconcentração de metais. Os resultados do estudo temporal mostraram a eficácia do biomonitor na determinação da origem da fonte poluidora e na influência sazonal sobre a biocinética destes metais (capítulo 2). Paralelamente ao estudo do Potengi, foi implementado um experimento com metodologia similar. Os bivalves foram transplantados de uma região oceânica, Arraial do Cabo (AC/RJ) para um ambiente estuarino comprometido por altas concentrações de metais pesados, a Baia de Guanabara (BG/RJ). Foi integrado a este biomonitoramento, um estudo das razões isotópicas (13C e 15N). Os resultados demonstraram que ambos os sítios possuíam concentrações altas para determinados metais (i.e., Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) porém, não foi encontrada correlação substancial entre metais e a assinatura isotópica dos bivalves. Por outro lado, a razão e fracionamento isotópico nas ostras, elucidou aspectos importantes para o biomonitoramento. A fonte predominante de carbono na alimentação dos bivalves de AC teve origem na matéria orgânica presente no sedimento do local, possivelmente como um efeito bottom up de reciclagem da MOP por bactérias após o período de alta produtividade da zona eufótica (ressurgência). Na BG os resultados foram distintos, onde os valores encontrados foram mais compatíveis com MO continental e processos de tratamentos de efluentes de esgoto (capítulo 3). A influência dos fatores ambientais teve relevância sobre a bioacumulação dos metais em bivalves em todos os experimentos acima descritos. Dentre eles, destaca-se o pH, pois interfere diretamente na biodisponibilização dos metais para o ecossistema. Assim, foi proposto um modelo didático de atividade prática para a compreensão da dinâmica do sistema carbonato através da introdução de CO2 em amostras de água marinha, suscitando também a reflexão sobre a capacidade de suporte deste compartimento diante do aumento das emissões atmosféricas de CO2. A alta complexidade dos processos ambientais em suas interfaces ecológicas, econômicas e sociais tornam ainda mais urgente o desafio de considerar o papel das múltiplas áreas de conhecimento nas práticas de ensino sobre mudanças globais (capítulo 4).
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Desta forma, foi biomonitorada a poluição de metais pesados dentro do estuário do Potengi (costa nordeste do Brasil) através do tecido mole de Crassostrea rhizophorae. Os metais Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn apresentaram concentrações distintas entre o sítio posicionado na entrada do estuário e o sítio localizado 5km a montante da foz. Também, os resultados foram indicativos de impacto ambiental negativo de origem antropogênica (capítulo 1). A partir destes resultados, ostras nativas foram transplantadas entre os dois sítios para a observação temporal da concentração destes metais nestes bivalves. Na entrada do estuário as condições físico químicas e hidrodinâmica exerceram maior influência na distribuição dos metais e índice de condição das ostras. Mais a montante, próximo do terminal portuário, o percentual de finos, a chuva, o esgoto (pH e salinidade) e a matéria orgânica, foram determinantes na bioconcentração de metais. Os resultados do estudo temporal mostraram a eficácia do biomonitor na determinação da origem da fonte poluidora e na influência sazonal sobre a biocinética destes metais (capítulo 2). Paralelamente ao estudo do Potengi, foi implementado um experimento com metodologia similar. Os bivalves foram transplantados de uma região oceânica, Arraial do Cabo (AC/RJ) para um ambiente estuarino comprometido por altas concentrações de metais pesados, a Baia de Guanabara (BG/RJ). Foi integrado a este biomonitoramento, um estudo das razões isotópicas (13C e 15N). Os resultados demonstraram que ambos os sítios possuíam concentrações altas para determinados metais (i.e., Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) porém, não foi encontrada correlação substancial entre metais e a assinatura isotópica dos bivalves. Por outro lado, a razão e fracionamento isotópico nas ostras, elucidou aspectos importantes para o biomonitoramento. A fonte predominante de carbono na alimentação dos bivalves de AC teve origem na matéria orgânica presente no sedimento do local, possivelmente como um efeito bottom up de reciclagem da MOP por bactérias após o período de alta produtividade da zona eufótica (ressurgência). Na BG os resultados foram distintos, onde os valores encontrados foram mais compatíveis com MO continental e processos de tratamentos de efluentes de esgoto (capítulo 3). A influência dos fatores ambientais teve relevância sobre a bioacumulação dos metais em bivalves em todos os experimentos acima descritos. Dentre eles, destaca-se o pH, pois interfere diretamente na biodisponibilização dos metais para o ecossistema. Assim, foi proposto um modelo didático de atividade prática para a compreensão da dinâmica do sistema carbonato através da introdução de CO2 em amostras de água marinha, suscitando também a reflexão sobre a capacidade de suporte deste compartimento diante do aumento das emissões atmosféricas de CO2. A alta complexidade dos processos ambientais em suas interfaces ecológicas, econômicas e sociais tornam ainda mais urgente o desafio de considerar o papel das múltiplas áreas de conhecimento nas práticas de ensino sobre mudanças globais (capítulo 4).CAPESMetal concentrations for different species of biota and for man can become highly toxic with bioaccumulation and biomagnification processes. Biomonitoring is used to assess environmental quality through the use of living organisms. When it comes to the aquatic environment, bivalve mollusks are the most used for this purpose. Mollusks are filter organisms and have the ability to accumulate substances and microorganisms present in water in their tissues. Several species of bivalves are used in biomonitoring programs, and in Brazil, oysters of the genus Crassostrea and mussels such as Perna perna and Mytilus edulis are used more frequently. Thus, it was biomonitored, in the soft tissue of Crassostrea rhizophorae, the pollution of heavy metals within the Potengi estuary (northeast coast of Brazil). The metals Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn presented distinct concentrations between the site positioned at the entrance of the estuary and the site 5km upstream of the mouth, as well as were indicative of negative environmental impact of anthropogenic origin (chapter 1). From these results, native mollusks were transplanted between these two sites to observe the behavior of these metals in oysters over the course of six months. At the entrance of the estuary, physicochemical and hydrodynamic conditions exerted greater influence on the distribution of metals and oyster condition index. More upstream, near the port terminal, the percentage of fines, rain, sewage (pH and salinity) and organic matter were determinant in the bioconcentration of metals. The results of this temporal study showed the efficacy of the biomonitor in determining the origin of the polluting source and seasonal influence on the biokinetics of these metals (chapter 2). Parallel to the Potengi study, a similar methodology experiment was implemented in which bivalves were transplanted from an oceanic region, Arraial do Cabo (AC/RJ) to an estuarine environment compromised by high concentrations of heavy metals, Guanabara Bay (GB/RJ). Also, the isotopic ratios δ13C and δ15N were integrated into this biomonitoring. The results showed that both sites had high concentrations for certain metals (i.e., Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn) however, no substantial correlation was found between metals and the isotopic signature of the bivalves. On the other hand, the mixture model and isotopic fractionation in oysters, clarified important aspects for biomonitoring. The predominant source of carbon in the feeding of AC bivalves originated in organic matter present in the site sediment, possibly as a bottom up effect of recycled MOP by bacteria after the period of high productivity of the euphotic zone (upwelling). The mixture model in GB obtained different results, where the values found were compatible with a community of organisms formed inside the cages of the experiment and secondarily, with the signature of a highly polluted river that flows in the vicinity of this site (chapter 3). The influence of environmental factors had relevance on the bioaccumulation of metals in bivalves in all the experiments described above. Among them, the pH stands out, since it directly interferes with the bioavailability of metals to the ecosystem. In this sense, a didactic model of practical activity was proposed to understand the dynamics of the carbonate system through the introduction of CO2 in marine water samples, also raising a reflection on the support capacity of this compartment in view of the increasing atmospheric emissions of CO2. The high complexity of environmental processes in their ecological, economic and social interfaces makes it even more urgent to consider the role of multiple areas of knowledge in teaching practices on global change (chapter 4)75 f.NiteróiFonseca, Estefan Monteiro daNeto, José Antônio BaptistaFreitas, Alex da Silva deFerreira, Simone PennafirmeSilva, Frederico Sobrinho daSilva, Carlos Augusto Ramos eFonseca, Estefan Monteiro dahttp://lattes.cnpq.br/3479528938704953Silva, Carlos Augusto Ramos ehttp://lattes.cnpq.br/1791046890452262Baptista Neto, Jose Antoniohttp://lattes.cnpq.br/6724474842271778Freitas, Alex da Silva dehttp://lattes.cnpq.br/9364645111705574Silva, Frederico Sobrinho dahttp://lattes.cnpq.br/7528283315658986Ferreira, Simone Pennafirmehttp://lattes.cnpq.br/3669963976120913Mello, Thaise Machado Senez2022-03-22T21:39:19Z2022-03-22T21:39:19Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMELLO, Thaise Machado Senez. Biomonitoramento e ecotoxicologia de metais pesados através de moluscos bivalves em ecossistemas estuarinos. 75 f. Tese (Doutorado em Dinâmica dos Oceanos e da Terra)-Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2019. Orientador: Estefan Monteiro da Fonseca.http://app.uff.br/riuff/handle/1/24768Aluno de Doutoradohttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-03-22T21:39:23Zoai:app.uff.br:1/24768Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:45:26.348486Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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