QUEIROZ, J. F. de

SILVA, M. S. G. M. e

TRIVINHO-STRIXINO, S.

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2 Indicadores Biológicos de Qualidade Mariana Silveira Guerra Moura e Silva; Júlio Ferraz de Oueiroz e Susana Trivinho-Strixino 1. A importcincla do uso de indicadores biológicos na avaliação da qualidade da água Bioindicador pode ser defin ido como todo parâmetro biológ ico, qualitativo ou quantitativo, medido ao nível de individuo, popu lação, guilda ou comunidade, e que é efetivamente suscetlvel para indicar condições ambientais particu lares que correspondam, quer a um estado estabe lecido, quer a uma variação natura l. quer a uma perturbação do meio (CAIRNS & PRATT, 1993). Algumas características peculiares de um bio indicador são importantes para que ele seja definido como tal. A espécie bioindicadora deve possuir exigências particulares com relação a um conjunto conhecido de variáveis físicas, qulmicas ou ambientais, de tal modo que mudanças na presençal ausência, número, morfologia , fisiologia, ou comportamento da espécie considerada, poderá indicar que uma dada variável física ou qulmica está fora de seus limites (JOHNSON et alo , 1993). A resposta fornecida por um bioind icador pode ser associada ao impacto de um contaminante. A parti r disso, é possível afi rmar que um organismo acumula um agente tóxico na mesma proporção do nlvel de concentração desse poluente no meio ambiente, assim como, indica a extensão do perlodo em que o organismo fo i exposto a este agente. Ouando estes organismos são coletados e seus tecidos analisados, é posslvel se estimar as concentrações ambientais do composto de interesse. Organismos Bentônicos: Biomonitora mento de Qualidade de Água De acordo com Hellawell (1986) o bioindicador ideal para a avaliação da qualidade de água deve apresentar as seguintes características: - taxonomia conhecida - distribuição cosmopol ita - abundância numérica - ba ixa variabilidade genética e ecológica - mobilidade limitada e ciclo de v ida relativamente longo - adequação para uso em estudos de laboratório A Política Nacional dos Recursos Hídricos (Lei 9433/97) tem como um de seus objetivos assegurar o equ il fbrio dos ecoss istemas aquáticos e preservar a d ive rsidade genética. Por esta razão , indicadores bio lóg icos de qualidade de água devem ser adotados para avaliar os impactos ambientais , e contribuir para a elaboração de modelos de gestão ambiental com base na preservação da biod iversidade dos ecossistemas aquáticos. A poluição pontual associada a poluição não pontual, com exceção dos distúrbios físicos que normalmente ocorrem no ambiente natural, são responsáveis pela degradação da maioria dos corpos hídricos. Atividades antrópicas como a agricultura, mineração e uso da terra para ocupação urbana contribuem para a descarga de efluentes contaminados e para mudanças no habitat ffsico dos rios e dos lagos. No caso da poluição não pontual, a maior dificuldade para realizar a sua mensuração reside no fa to de que faltam técnicas para monitorar e avaliar os seus impactos. Isto ocorre porque a poluição dispersa (não-pontual) pode ser t ransitória e imprevisível e, neste caso , os métodos trad icionais para a avaliação química da água se tornam inadequados, quando aplicados isoladamente, com o objetivo de determinar e quantificar os impactos causados na qualidade da água. Por outro lado, a biota aquática é monitora natural da qualidade ambiental , e pode tanto reve lar os efeitos de alterações esporádicas, como 27 Organismos Bentônicos: BiomonTtoramento de Qualidade deÁqUGI também, da poluição cumulat iva e crônica, além de alterações em seu habitat (BARBOUR et ai. , 1995). Mudanças ambientais nos parâmetros ffsicos e químicos , decorrentes de despejos ffsicos, químicos ou orgânicos, causam mudanças na biota aquática. No entanto, é preciso ressaltar que são vários os fatores que influenciam a colonização e distribuição das comunidades aquáticas. Ass im sendo, o ambiente aquático não pode ser adequadamente descrito simplesmente pelo somatório de todos os parâmetros físicos e químicos que caracterizam o sistema. As interações bióticas são também muito importantes. Listagens de espécies , densidades popu lacionais , mudanças sazonais na biocenose e diversidade da comun idade em condições naturais (não poluídas) , são informações necessárias para avaliar as mudanças na qualidade da água com bases biológicas. Na proteção dos ambientes aquáticos estão envo lvidas muitas espécies com sensibilidades distintas e exigências eco lógicas específicas. O indicador máximo e mais eficiente para dimensionar a sustentabilidade dos ecossistemas aquáticos, deve, portanto , ser a Nsa n idade ~ da comunidade biológica, que deve ser determinada através de indicadores biológicos (ANZECCI AWRC 1992). O conhecimento de que diferentes organismos apresentam maior ou menor sensibilidade a determinados po luentes constitu i a base para a utilização da biota como indicadora biológica da qualidade da água. Os compostos tóxicos e poluentes podem determinar níveis de tolerância diferentes para algumas espéc ies , ou para todo o ecossistema, quando estão presentes em certas concentrações. Nesses casos , os critérios de qualidade de água devem se basear em estudos toxicológicos, e principalmente em indicadores biológicos. Portanto, um bom bioindicador de qualidade de água deve refletir as condições de estresse às quais o sistema está exposto , em função da composição das comunidades presentes nos corpos d'água. Desse modo, os organismos bioindicadores devem integrar respostas relativas à concentração 28 Organismos Bentônicos: Biomonitora mento de Qualidade de Água de poluentes e a intensidade de estresse em função do tempo, levando em conside ração que os organismos aquát icos normalmente acumulam xenobióticos, especialmente aqueles que possuem baixa solubilidade na água. As propostas trad icionais para o manejo da qualidade da água têm a sua origem na preocupação com a saúde pública humana. Práticas de monitoramento e manejo foram inicialmente estabelecidas por engenheiros sanita ristas, microbiologistas e profiss ionais da área de saúde para ava liar, gerenciar e controlar a contaminação da água causada pelos esgotos e materiais tóxicos nocivos à saúde dos seres humanos. Essa proposta foi posteriormente superada pelo reconhecimento da necessidade de proteger os ecossistemas aquáticos , uti lizando dados de testes de toxicidade para estabelecer os graus de tolerância dos organismos aquáticos. O primeiro índice de qualidade de água utilizado a partir de indicadores biológicos foi o Sistema Sapróbio, desenvolvido na Alemanha no início do sécu lo XX (KOLKWITZ & MARSSON, 1909). O Sistema Sapróbio pode ser definido como um sistema composto por organismos aquáticos (bactérias, algas, protozoários e rotíferos), que indicam, pela sua presença e ativ idade, os diferentes níveis de qualidade da água, a pureza ou a poluição, recebendo assim valores de tolerânc ia. Este sistema se baseia na presença de espéc ies ind icadoras. O termo Nsapróbio~ significa a dependência de um organismo pela decomposição de substânc ias orgânicas como um recurso alimentar (METCALFE, 1989). De acordo com a v isão holrstica vigente , considera-se que a aval iação da qua lidade da água através de indicadores biológicos deve incluir todos os componentes de um ecossistema aquático - fitoplãncton, zooplãncton, bentos, macrófitas, peixes etc. - na medida que dados forem disponíveis. Pa ra os tóxicos e possíveis poluentes, deve ser feita uma tentativa para obter uma amostragem mínima de dados sobre toxidez aguda elou crônica (JONSSON, 20001. 29 Organismos Bentônicos: BiomonTtoramento de Qualidade deÁqUGI o uso de biomarcadores na avaliação da qualidade da água é bastante comum, e podem ser utilizados componentes biológicos como células, processos bioqufmicos, estruturas e funções biológicas, que se alteram quando em contato com compostos xenobióticos, e cujas alterações podem ser medidas e quantif icadas (KENDALL et ai., 1996). Um exemplo é o desenvolvimento de imunoensaios baseados na inibição da enzima acetilcolinesterase, os quais vêm sendo usados com sucesso na análise da contaminação da água por agentes antico linesterásicos , tais como organofosforados e carbamatos (CUNHA BASTOS et alo , 1991). 2. A escolha do blolndicador e as vantagens da utmzaço1lo de macrolnvertebrados bent6nicos Existem duas abordagens que orientam o uso de medidas biológicas para análise da degradação ambiental. Uma delas é a abordagem "top-down ~ ou "topo-base", que analisa diretamente as mudanças no ambiente, e em geral consiste em avaliações ecológicas no nfvel de comunidades ou ecossistemas, com subseqüente diagnose do problema, e determinação do agente causador. A outra é a abordagem "bonom-up" ou "base-topo ~ que utiliza dados de laboratório, obtidos em simulações simples dos sistemas, para prever mudanças em sistemas naturais complexos. Para Cairns et ai. (1993) , em uma análise fiel das condições de perturbação do ambiente , o ideal é rea lizar medidas diretas da saúde das comunidades biológicas, o que permite tanto validar as previsões de impacto obtidas através das metodologias base-topo , como desenvolver mecan ismos para implementação de ações corretivas em planos de manejo. Esse processo interativo é conhecido como monitoramento biológico, e se baseia na análise sistemática das respostas das comunidades biológicas e sua comparação com comunidades de áreas preservadas, com o objetivo de avaliar a intensidade das mudanças ocorridas no ambiente. 30 Organismos Bentônicos: Biomonitora mento de Qualidade de Água No caso da abordagem Ntopo-base", as comunidades bióticas locais devem ser comparadas com comunidades de habitats simi lares na região que não tenham sofrido impacto ambiental, isto é, o biomonitoramento parte do principio que se amostre um local-teste (impactado) em comparação com um local-referência (minimamente impactado ou loca l-controle). A variação na tolerância em ecossistemas especlficos, isto é, em condições climáticas e geológicas particulares, pode requerer o estabelecimento de normas para a qual idade da água únicas para o ecossistema em questão. Dessa forma, devido a variação geográfica torna-se inapropriado definir normas para indicadores de qual idade de água sem referência às condições loca is. O conhecimento das caracterlsticas locais é fundamental, porque vai definir quais são os caracteres de tolerância especlficos para os bioindicadores que habitam um local em particular. Estes fatores especlficos, freqüentemente, determinam quais são os organismos que podem ocorrer em determinado ambiente. Portanto, pode-se avaliar a qual idade dos fatores - e do próprio ambiente - a partir da ocorrência de organismos, especia lmente aqueles estenóicos (cuja va lênc ia ecológ ica seja estreita), e que se configuram nos melhores ind icadores. Além disso, a análise experimental da distribuição e da abundância dos organismos fornece a base para a seleção e a utilização de bio ind icadores (STACHETTI , 20001. As vantagens comparativas de util izar ind icadores biológicos de qual idade de água com relação aos parâmetros físicos e químicos são: a) os indicadores ffsicos e qulmicos de qualidade de água não terão nenhuma utilidade para determinar estressores imprevislve is. Eles são altamente específicos, o que é uma desvantagem quando um estressor não pode ser identificado antecipadamente; b) os indicadores biológicos são menos específicos que os indicadores ffsicos e qulmicos, e são susceptfveis a uma grande variedade de estressores; 3 1 Organismos Bentônicos: BiomonTtoramento de Qualidade deÁqUGI c) os indicadores biológicos devem ser sempre utilizados quando se pretende proteger a função de um ecossistema, e também para monitoramento ambiental em grande escala ; d) as alterações ffsicas e qufmicas na qualidade da água afetam diretamente o equ ilíbrio biológico das comunidades constituintes desses ecossistemas, interferindo na abundância e na composição das espécies, na produtividade primária e na função do ecossistema; e) o próprio processo de seleção natural das espécies requer que as mesmas se adaptem às cond ições ambientais locais, caracterfsticas dos diversos ecossistemas aquáticos regionais . Por exemplo: espécies de peixes planctófagas são ind icadoras de loca is com altas concentrações de clorofila a, grandes variações de oxigênio dissolvido e pH, e também de grandes concentrações de nitrato e fosfato na água; f) os indicadores biológ icos de qual idade de água permitem a avaliação da qualidade da água in loco através do uso de organismos testes, como por exemplo , moluscos. Os moluscos são filtradores e acumulam o que está em solução na coluna d'água, incorporando em seus tecidos pesticidas, metais pesados, e patógenos, cujas concentrações podem ser determinadas posteriormente através de análises laboratoriais; g) rapidez e eficiência na obtenção de resultados; e h) exigem, em geral , um aparato de coleta relativamente barato , sendo que, ao mesmo tempo, podem fomecer resultados rápidos e precisos, facilitando o t rabalho no campo e otimizando a relação custo/beneficio. 32 Organismos Bentônicos: Biomonitora mento de Qualidade de Água Referências ANZECC/AWRC. 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Palestra proferida no uCurso Teórico-Prático sobre Bioindicadores de Qualidade da Água - Métodos Qurmicos e Biológicos para Estudo da Contaminação das Águas " . Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, 2000. KENDALL, R. J. ; BENS, C. M.; COBB, G. P. ; DICKERSON, R. L.; DIXON, K. R. ; KLAINE, S. J.; LARCHER, T. E.; LAPOINT, T. W.; MACMURRY, S. T.; NOBLET, R.; SMITH, E. E. Aquatic and terrestrial ecotoxicology. In: CASARETT, L. J. ; DOULL, J. (Ed.). Toxicology: the basic science of poisons. 5' ed. New York: McGraw-Hill, 1996. p. 883-905. KOLKWITZ, R. ; MARSSON, M. Õkologie der pflanzlichen Saprobien. Berichte derdeutschen. Botanischen Gesellschaft. v. 26A, p. 505-519, 1909. METCALFE, J. L. Biological water quality assessment of running waters based on macroinvertebrates communities: history and present status in Europe. Environmental Pollutkm, v. 60, p. 101-139, 1989. ROSENBERG, D. M. ; RESH, V. H. Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates. New York: Chapman & Hall , 1993.488 p. 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Indicadores biológicos de qualidade.

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