Avifauna como bioindicador de poluição atmosférica por metais pesados

Mestrado em Gestão Ambiental, Materiais e Valorização de ResíduosO presente trabalho engloba uma série de estudos cujos objectivos são a avaliação da avifauna florestal como bioindicador de metais pesados e o potencial impacto da poluição na biologia de reprodução da avifauna. Os estudos decorreram em três zonas de amostragem que foram seleccionadas em função do tipo de indústria existente nas proximidades, de forma a criar diferentes cenários de contaminação: Mata Nacional de Quiaios, Figueira da Foz (MQ) – zona sem indústria; Mata Nacional do Urso, Figueira da Foz (MU) – zona com influência da indústria da pasta e papel; e Complexo Químico de Estarreja (EST) – zona de poluição crónica por mercúrio. Na MQ e MU monitorizámos e comparámos a ecologia reprodutora do Chapim-real, e recolhemos penas das crias para análise de metais pesados. Na MQ e EST foi apenas feita a recolha de penas de Melro-preto Turdus merula, Toutinegra-de-barrete-preto Sylvia atricapilla e Pisco-de-peito-ruivo Erithacus rubecula, capturados em redes, para posterior análise de metais pesados. A avaliação da biologia de reprodução de Chapim-real decorreu na primavera de 2003 e 2004, com a utilização de caixas-ninho. MU apesar de ser uma área mais pobre em alimento foi a que apresentou valores reprodutivos mais elevados, tendo mesmo mais um ovo e mais um juvenil voador por ninho do que MQ. No entanto MQ tem uma maior taxa de ocupação. Apesar de a taxa de ocupação por Chapim-real ser semelhante em ambas as áreas, a taxa de ocupação total (todas as espécies) é muito superior na MQ. Mecanismos de competição inter-específica parecem influenciar de forma mais significativa a biologia reprodutora do Chapim-real do que a qualidade do território. Estes resultados sugerem que a reprodução próximo de uma zona industrial, não afecta directamente o Chapim-real, mas pode afectar outras espécies que também utilizam as caixas-ninho para se reproduzirem. A recolha das penas para avaliação da contaminação por metais pesados decorreu durante a primavera de 2003. Na comparação das penas de crias de Chapim-real entre MQ e MU detectámos valores de mercúrio significativamente superiores na MU. Para todos os outros elementos estudados as concentrações não apresentaram diferenças significativas entre as áreas. Estes resultados sugerem que as penas de crias de Chapim-real são um método vantajoso para avaliar a presença de alguns metais pesados como o mercúrio, mas a espécie não pode ser considerada como monitora mas sim como sentinela, já que os valores de contaminação são contrários aos valores de performance reprodutiva. Na comparação entre as áreas MQ e EST e as espécies Melro-preto, Piscode- peito-ruivo e Toutinegra-de-barrete-preto, detectámos valores significativamente superiores para todas as espécies em EST. O Melro-preto apresentou valores significativamente superiores para cádmio e níquel, o Pisco-de-peitoruivo para cádmio, chumbo, zinco e mercúrio, e a Toutinegra-de-barrete-preto para cádmio, zinco e mercúrio. Para todos os outros elementos estudados as concentrações não apresentaram diferenças significativas entre as áreas. Entre espécies também houve diferenças nos níveis de acumulação dos contaminantes. O Pisco-de-peito-ruivo acumulou significativamente mais metais que as outras duas espécies e apresentou diferenças entre áreas. Estes resultados sugerem que a utilização de redes e penas de Pisco-de-peitoruivo são um método credível na avaliação da poluição por metais pesados.The present work includes a series of studies which the main gold’s were the evaluation of birds as bioindicators of heavy metal pollution and the possible influence of pollution in their breeding biology. Studies were carried out in three areas selected because of the type of industry in the surroundings, to create different sets of contaminations: Mata Nacional de Quiaios (MQ), Figueira da Foz – area with no industry; Mata Nacional do Urso (MU) – area with the influence of paper industry; Complexo Químico de Estarreja (EST) – area with chronic pollution by mercury. In MQ and MU we studied the breeding biology of the Great Tit Parus major and collected nestling bird feathers. In MQ and EST we just collect feathers from Blackbird Turdus merula, Blackcap Sylvia atricapilla, Robin Erithacus rubecula (resident passerines) caught in mist nets. The evaluation of the breeding biology of the Great Tit occurred during the spring of 2003 and 2004, using nest boxes. Although MU being a poorer feeding area, the breeding performance was higher, having one more egg and one more fledgling per pair than in MQ. However, MQ had a higher occupation rate for all species. Occupation rate by Great Tit was similar in both areas. Interspecific competition mechanisms seem to be more important in the breeding biology of the Great Tit than territory quality. Therefore, the results provide evidence that breeding close to an industrial complex does not influence directly the Great Tit, but it may affect others species that also breed in nest boxes. Feathers were collected during the spring of 2003 and analysed to evaluate heavy metal pollution. In MQ and MU we analysed the feathers of nestlings Great Tit. Mercury concentration was significantly higher in MU. For all other elements considered, concentrations did not differ significantly between MQ and MU. These results suggest that the use of Great Tit nestlings’ feathers is a useful method to evaluate the presence of heavy metals, such as mercury, in the forest environment. But the specie can not be considered biomonitor because Great Tit presented a better reproductive performance in the polluted area. On the other hand it can be considered as sentinel specie. In MQ and EST we found significantly higher levels in EST for all species. Blackbird presented significantly higher values of cadmium and nickel, Robin of cadmium, lead, zinc and mercury, and Blackcap of cadmium, zinc and mercury compared with MQ. For all other elements considered, concentrations did not differ significantly between MQ and EST. Differences in metal levels between species were found, Robin accumulated more metals presenting differences between areas. These results suggest that the use of mist nets and Robin feathers are a reliable method when using birds to evaluate the presence of heavy metals

Forest avifauna as a bioindicator of heavy metal pollution

Tese de doutoramento em Ciências (área de especialização em Biologia)Air pollution has become a widespread problem in the last century, becoming necessary the monitorization of several habitats. Air pollution was found to have direct and indirect effects on forest passerines (Eeva et al. 1997), but there is very little information on the effects of emissions from the paper and pulp industry. The present work includes a series of studies which main goals were to use non-invasive procedures in the evaluation of forest passerines as bioindicators of heavy metal pollution and to assess the possible influence of pollution in birds’ breeding biology and health status in industrial and rural sites in maritime pine forests on the west coast of Portugal. We found higher arsenic levels in the rural area and higher mercury levels in the industrial area but we also found several differences with significantly lower levels of contamination in 2010 and 2011. We found that Great tits bred earlier, laid more eggs and produced more fledglings in the industrial area, where we also found higher caterpillar biomass, which are an important food source for tits. Health indices presented similar results in both areas and comparing to other studies in Europe the values are consistent with good health conditions. Our results suggest that there are no direct toxic effects of emissions from the paper industry on the study species. However, invertebrate food availability seems to be related to pollution levels, which indirectly affect the breeding performance of the Great tit.A poluição atmosférica tornou-se um problema generalizado no século passado, tornando-se necessária a monitorização de diversos habitats. Foi já demonstrado que a poluição atmosférica pode ter efeitos diretos e indiretos sobre passeriformes florestais (Eeva et al., 1997), mas há muito pouca informação sobre os efeitos das emissões de indústria de pasta e papel. O presente trabalho inclui uma série de estudos cujo objetivo principal foi usar procedimentos não-invasivos na avaliação de passeriformes florestais como bioindicadores de poluição por metais pesados e avaliar a possível influência da poluição na biologia de reprodução das aves e no seu estado de saúde, em zonas de pinhal com influência de indústria e de agricultura, na costa oeste de Portugal. Encontrámos níveis mais elevados de arsénio na área rural e níveis mais elevados de mercúrio na área industrial, mas também encontrámos várias diferenças com níveis significativamente mais baixos de contaminação em 2010 e 2011. Descobrimos que o Chapim-real, coloca mais ovos e tem mais crias na área de influência industrial, onde também se pode encontrar um maior número de larvas de insectos, que são uma fonte importante de alimento para os chapins. Os índices de saúde apresentaram resultados semelhantes em ambas as áreas e a sua comparação com outros estudos na Europa demonstra que os valores são consistentes com boas condições de saúde. Os resultados sugerem que não há nenhum efeito tóxico direto de emissões da indústria de papel sobre a espécie de estudo. No entanto, a disponibilidade de alimentos parece estar relacionada com os níveis de poluição, que indiretamente afetam o desempenho reprodutivo de Chapim-real