QUEIROZ, J. F. de

SILVEIRA, M. P.

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Mariana Pinheiro Silveira1Julio Ferraz de Queiroz2  1Bacharel em Ciências Biológicas, Mestre em Ecologia, Embrapa Meio Ambiente, Rod. SP 340, km 127,5 - Caixa Postal 69, Tanquinho Velho,   13.820-000 Jaguariúna, SP. mariana@cnpma.embrapa.br  2Oceanógrafo, Doutor em Ciências Agrárias, Embrapa Meio Ambiente, Rod. SP 340, km 127,5 - Caixa Postal 69, Tanquinho Velho, 13.820-000 Jaguariúna, SP.jqueiroz@cnpma.embrapa.br39ISSN 1516-8638Jaguariúna, SPSetembro, 2006TécnicoComunicadoUso de Coletores comSubstrato Artificial paraMonitoramento Biológico deQualidade de ÁguaIntroduçãoOs parâmetros mais utilizados para avaliação daqualidade da água nos viveiros de criação de peixes são osfísicos e químicos. Entretanto, os equipamentos e reagentesrequeridos são caros, e refletem uma situação momentânea,criando a necessidade de coletas freqüentes. Além disso, ouso de equipamentos sofisticados para a avaliação daqualidade da água é um limitante à proposição demonitoramentos regulares, em função dos custos para aaquisição de equipamentos e/ou de análises decorrentes,sendo fundamental a proposição de métodos alternativosmais acessíveis aos produtores.Os macroinvertebrados bentônicos são um grupo deanimais visíveis a olho nu, composto por insetos,crustáceos, moluscos e vermes. Eles habitam o substrato defundo de rios e lagos. A comunidade macrobentônica écomposta por várias espécies de macroinvertebradosbentônicos, sendo bastante diversa, e apresenta organismosadaptados a diferentes condições ambientais. Devido a estacaracterística, estes animais têm sido muito usados paraindicar a qualidade das águas doces, ou seja, são usadoscomo bioindicadores.Os macroinvertebrados bentônicos vivem todo ou partede seu ciclo de vida no substrato de fundo de ambientesaquáticos. Eles exibem algumas características que ospermitem indicar a qualidade da água, tais como: 1) amplavariedade de tolerâncias a vários graus e tipos de poluição,2) têm baixa mobilidade e estão constantemente sujeitos àsalterações da qualidade do ambiente aquático, permitindoassim que participem por um maior período de tempo dosimpactos que venham a ocorrer no local.O biomonitoramento, tendo como bioindicadora a faunade macroinvertebrados bentônica, é cada vez maisempregado para se avaliar a qualidade da água em rios elagos, constituindo uma técnica de baixo custo. O maiortempo de registro de impactos, em função da naturezarelativamente sedentária dessa fauna e de seu ciclo de vidarelativamente longo, é uma importante vantagem emcomparação com a avaliação feita por meio de parâmetrosfísicos e químicos.Para a coleta dos macroinvertebrados bentônicos, éimportante que haja uma amostragem padronizada quereduza a variabilidade entre as amostras. Os coletores queempregam substrato artificial podem ser utilizados para estefim, possuindo a vantagem de reduzir bastante o custo deavaliação da qualidade da água por utilizarem material baratoe de fácil aquisição. Este tipo de coletor já é empregado com2 Uso de Coletores com Substrato Artifical para Monitoramento Biológico de Qualidade de Águaexposição onde houve maior variedade de espécies).Quando as condições locais permitirem, o amostradordeverá ser colocado no fundo do corpo d’água para seaumentar as oportunidades para as diversas fontespossíveis de colonização.Ao se utilizar os coletores de substrato artificial, érecomendável se ter em mente um objetivo claro e preciso, eentender exatamente o que o substrato artificial é capaz demedir.  Os macroinvertebrados que colonizam um substratoartificial são indicadores da qualidade da água apenasdurante o tempo de exposição (CANADA CENTER FORMINERAL AND ENERGY TECHNOLOGY, 2005). Assim,esses coletores não permitem:•Avaliar a composição da fauna bentônica nativa;•Estimar a disponibilidade de organismos que serviriamcomo alimento para outros organismos aquáticos;•Avaliar efeitos da poluição a longo prazo, uma vez queo espaço físico de colonização por estes organismos é limi-tado no substrato artificial.O coletor com substrato artificial em geral imita certascaracterísticas do ambiente amostrado (ROSENBERG &RESH, 1982), contendo material disponibilizado paracolonização por organismos bentônicos. O substrato decolonização tanto pode ser encontrado no próprio ambientede estudo como fora dele. Os resultados obtidos podem serexpressos em número de indivíduos ou táxons por unidadede amostra, por grama (peso uniformizado do materialcolonizado), ou ainda por centímetro quadrado (áreauniformizada do substrato colonizado), dependendo domodelo escolhido (BRANDIMARTE et al., 2004).Em rios e lagos de grande profundidade ou de difícilacesso, os substratos artificiais podem ser utilizadosamarrando-se cordas presas às margens ou em cordas compesos no fundo, para fixação do coletor. Então, este materialé deixado durante algum tempo no ambiente (em geral de 4a 6 semanas), sendo retirado periodicamente paraverificação da fauna colonizadora que se instala no coletorao longo do tempo. Henriques de Oliveira (2002) sugere osintervalos de 20, 40 e 75 dias para a retirada periódica doscoletores, a fim de se acompanhar a evolução dacolonização da fauna macrobentônica e da riqueza ediversidade de espécies colonizadoras.Há vários tipos de coletores de substrato artificial: (A)saco de nylon com material natural (pedras ou folhas); (B)placas múltiplas; (C) cestos de espera ; e (D) garrafas PET(VOLKMER-RIBEIRO et. al., 2004) (Figura 1).bons resultados em sistemas naturais (HENRIQUES DEOLIVEIRA, 2002; CZERNIAWSKA-KUSZA, 2004), masnunca foi usado para avaliação da qualidade da água naaqüicultura. O uso das respostas da comunidade bentônicacolonizadora dos substratos artificiais pode ser útil naavaliação da qualidade da água e como  artefato técnico debaixo custo a ser utilizado pelo público leigo, e em particularpelos aqüicultores.Os substratos artificiais fornecem um número ediversidade bem maior de organismos do que osamostradores convencionais, especialmente em habitatslênticos (águas paradas) e em locais de deposição(estuários, por exemplo), porém reduzem a variabilidade dadensidade de organismos entre as amostras, e assimaumentam a sensibilidade de programas de monitoramentoporque podem ser detectadas diferenças menores nos locaisde amostragem. Resh & Jackson (1993) destacam apadronização da amostragem através da redução davariabilidade entre as amostras como uma vantagem noemprego dos coletores de substrato artificial.Segundo o Centro Canadense para Tecnologia Mineral ede Energia (Canada Center For Mineral and EnergyTechnology) os coletores com substrato artificial devem serusados onde a amostragem convencional (por meio decoletores que amostram o substrato natural presente nofundo de rios e lagos) é ineficiente ou difícil, incluindo osseguintes casos: (1) coleções hídricas com leito formado porgrandes pedras e (2) rios com correnteza muito forte.Portanto, em decorrência dessas limitações, a eficiência deamostragem pode ser sensivelmente melhorada através douso de coletores menores e com o aumento do número deréplicas, segundo orientação do Centro Canadense paraTecnologia Mineral e de Energia (Canada Center for Mineraland Energy Technology). Os pesquisadores dessarenomada instituição recomendam usar o menor coletorpossível, o que no caso de cestos preenchidos com pedrasseria de 2.500 cm3, e estabelecer o número de réplicas empelo menos seis, com uma margem adicional para o caso dehaver perdas acidentais. Este centro de pesquisa aindasugere um período de exposição de seis semanas para o usoem programas de biomonitoramento. No entanto, é precisoconsiderar que o tempo de exposição pode ser variável, emfunção do tipo de substrato usado, da estação do ano e dotipo de ambiente amostrado (ROSENBERG & RESH, 1982).Em resumo, a velocidade de colonização dos substratosartificiais para macroinvertebrados bentônicos aindapermanece incerta, então geralmente são feitos intervalos notempo de colonização, no qual são retirados do ambientelotes de amostras (ex: amostras com 20, 40 e 75 dias decolonização – (HENRIQUES OLIVEIRA, 2002)) paraobservação da riqueza de espécies colonizadoras, até que sepossa atingir o máximo de colonização possível (tempo deAplicações dos Substratos ArtificiaisConsiderações MetodológicasTipos de Coletores com SubstratoArtifical3Uso de Coletores com Substrato Artifical para Monitoramento Biológico de Qualidade de ÁguaOs cestos podem consistir de material não-biodegradável, preenchidos de preferência com substratonatural originário do próprio local (na maioria das vezescomposto por pequenas pedras ou folhas de macrófitas). Nocaso do preenchimento com pedras, estas devem ser todasaproximadamente do mesmo tamanho, forma e composição,devendo ser lavadas com uma escova antes do uso.Sugere-se as seguintes medidas para os sacos de nylon:35 x 20 cm e malha de 6.8 mm. Eles podem serpreenchidos com folhas de macrófitas locais (ex: Typhadominguensis), com peso de 100g. O número ideal seria de5 (cinco) amostras por ponto de coleta amostrado, para cadaum dos três tempos de colonização (20, 40 e 75 dias), masum número de 3 amostras também é aceitável (HENRIQUES-OLIVEIRA, 2002).Ao retirar-se os coletores de substrato artificial da água,devem ser usados cestos de malha fina (de 250micrômetros ou menos), a fim de se minimizar a perda deinvertebrados.As medidas de parâmetros físicos e químicos devem serfeitas em dois momentos: quando os amostradores foremcolocados e quando eles forem retirados. De acordo com oCentro Canadense para Tecnologia Mineral e de Energia(CANADA CENTER FOR MINERAL AND ENERGYTECHNOLOGY, 2005), a medição do crescimento doperifíton ou do acúmulo de detritos nos amostradorestambém é altamente recomendável.AC DBFig. 1. Amostradores com substratos artificiais para a coleta de macroinvetebradosbentônicos. (A) Saco com pedras; (B) Cesto de metal; (C) Placas múltiplas; (D)garrafa PET (Desenho: Rejane Rosa, Criação: Cecília Volkmen Ribeiro, 2004).A vantagem do emprego do substrato artificial nobiomonitoramento da qualidade da água consiste no fato deser uma metodologia de baixo custo e de aparato técnicosimples. Além disso, os substratos artificiais podemfornecer um nível único de replicabilidade de amostras,especialmente quando são colocados em ambientescomparáveis. Assim, é interessante que se estabeleça umprotocolo padrão para utilização em rios e lagos nos paísesem desenvolvimento, a fim de que estudos futuros possamser comparados, desde que desenvolvidos em áreas declima e geografia semelhantes.Os substratos artificiais permitem grande flexibilidade naseleção de locais de amostragem. Também permitem acomparação de efeitos ambientais de efluentes ao longo deum curso d’água onde o habitat de fundo é inconstante, talcomo zonas de erosão a montante e zonas de deposição ajuzante de uma fonte pontual de poluição.As maiores desvantagens são que o substrato artificialnão deixa de ser uma coleta seletiva, pois exclui algunsorganismos que não conseguem colonizá-lo, e o coletor,quando colocado em locais públicos, fica sujeito aovandalismo, podendo ser rasgado ou retirado, o queprejudica o monitoramento. Outro problema é a necessidadede se fazer duas viagens, ou seja, para instalação e remoçãodos coletores, o que pode encarecer um projeto demonitoramento de longo prazo. Outra desvantagem seria adificuldade de instalação em rios largos e com muitacorrenteza.Segundo Muzaffar & Colbo (2002), relativamentepoucos estudos foram conduzidos em ambientes lênticosrasos em comparação com sistemas lóticos (rios). Aliteratura descreve o uso de substratos artificiais paracolonização por organismos bentônicos nos seguintesestudos: avaliação dos efeitos do adubo orgânico emsistemas de aqüicultura (BORGHOFF-GONÇALVES &TRIVINHO-STRIXINO, 1997); para se avaliar o impactosobre a comunidade destes organismos provocado pelaentrada de esgoto doméstico sem tratamento em lagoascosteiras (HENRIQUES DE OLIVEIRA, 2002); para seestimar a efetividade deste tipo de coletor para grandes riosquanto à qualidade da água (CZERNIAWSKA-KUSZA,2004); e para estudos do efeito do tempo de colonizaçãosobre medidas bioindicadoras de qualidade de água(WATERS et al., 2005).Após o tempo de exposição do substrato artificial noambiente aquático e sua retirada de acordo com os cuidadosmencionados acima, deverá ser feita a identificação dosorganismos e relacioná-los com a qualidade da água.Embora essa identificação deva ser feita por especialistas,alguns parâmetros facilmente calculados podem serestimados por leigos. Exemplos são a riqueza taxonômica(número de tipos encontrados numa amostra) e número totalVantagens e DesvantagensCaracterização da FaunaColonizadora e sua Relação com aQualidade da ÁguaUso do Substrato Artifical emEstudos de Limnologia4 Uso de Coletores com Substrato Artifical para Monitoramento Biológico de Qualidade de Águade indivíduos encontrados na amostra. A identificação defamílias de macroinvetebrados bentônicos é relativamentefácil, e a classificação destes organismos a este níveltaxonômico já permite fazer algumas relações com aqualidade da água, medida por parâmetros físico-químicos.Algumas ordens de insetos aquáticos, tais como:Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera, sãoreconhecidamente sensíveis à poluição orgânica, provocadaprincipalmente por efluentes domésticos. Os indivíduosdestas ordens são os primeiros a desaparecer ou reduzir oseu número em caso de impacto ambiental e piora naqualidade da água, pois eles dependem, de modo geral, deuma concentração de oxigênio dissolvido relativamente altapara sobreviverem, além de outras condições abióticas,como por exemplo a baixa concentração de sólidos emsuspensão e presença de mata ciliar, principalmente paraFig. 2. Redução da riqueza de organismos bentônicos em função do aumento do impacto antrópico. Adaptação de Callisto (2004).rios e riachos. Por outro lado, algumas ordens como Diptera,Hirudinea e Haplotaxida são tolerantes à poluição orgânica ese beneficiam das condições de maior concentração denutrientes (principalmente nitrogênio e fósforo) e sólidos emsuspensão para aumentar em abundância sobre osorganismos sensíveis. A figura 2 mostra um exemplo defamílias de macroinvertebrados e sua relação com o impactoantrópico. Neste quadro é importante notar que a riqueza deespécies diminui à medida que o impacto se torna maisintenso, permanecendo apenas aquelas mais tolerantes àsnovas condições ambientais.No entanto, é importante notar que este quadro é apenasum exemplo, ou seja, não quer dizer que serão exatamenteestas as famílias encontradas para todos os ambientesaquáticos, pois a fauna é diferente para cada tipo deambiente (rio, lago, reservatório, viveiro de peixes).5Uso de Coletores com Substrato Artifical para Monitoramento Biológico de Qualidade de ÁguaExemplares desta edição podem ser adquiridos na:Embrapa Meio AmbienteEndereço: Rodovia SP 340 km 127,5Caixa Postal 69, Tanquinho Velho13.820-000 Jaguariúna/SPFone: (19) 3867-8700Fax: (19) 3867-8740E-mail: sac@cnpma.embrapa.br1a edição eletrônica2006Presidente: Ladislau Araújo Skorupa.Secretário-Executivo: Sandro Freitas Nunes.Bibliotecário: Maria Amélia de Toledo Leme.Membros: Cláudio César de A. Buschinelli, HeloisaFerreira Filizola, Manoel Dornelas de Souza, MariaConceição P. Young Pessoa, Marta Camargo de Assis,Osvaldo CabralTratamento das ilustrações: Sandro Freitas Nunes.Editoração eletrônica: Sandro Freitas Nunes.Comitê dePublicaçõesExpedienteComunicadoTécnico, 36ReferênciasBORGHOFF-GONÇALVES, C.; TRIVINHO-STRIXINO, S.Macroinvertebrados bentônicos em tanques de piscicultura.In: SEMINÁRIO REGIONAL DE ECOLOGIA, 8., 1997, SãoCarlos. Anais... São Carlos: UFScar, 1997. p.43-52.BRANDIMARTE, A.L.; SHIMIZU, G.Y.; ANAYA, M.;KUHLMANN, M.L. Amostragem de invertebradosbentônicos. In: BICUDO, C. E.; BICUDO, D. C. (Org).Amostragem em limnologia. São Carlos: Rima Editora,2004. p.213-230.CALLISTO, M. Organismos bentônicos como bioindicadoresde qualidade de água: curso. Jaguariúna: Embrapa MeioAmbiente, 2004.CANADA CENTER FOR MINERAL AND ENERGYTECHNOLOGY. Review of artificial substrates for benthossample collection. Disponível em: <www.nrcan.gc.ca/mms/canmet-mtb/mmsl-lmsm/enviro/reports/2_1_1.pdf>.Acesso em: 3 nov. 2005.CZERNIAWSKA-KUSZA, I. Use of artificial substrates forsampling benthic macroinvertebrates in the assessment ofwater quality of large lowland rivers. Polish Journal ofEnvironmental Studies, v.13, n.5, p.579-584, 2004.HENRIQUES DE OLIVEIRA, C. Macroinvertebradosassociados à Typha domingensis Pers (Typhaceae) em duaslagoas no litoral norte fluminense e sua utilização emprogramas de biomonitoramento. 2002. 92p. Dissertação(Mestrado em Ecologia) - PPGE-UFRJ, Rio de Janeiro.MUZAFFAR, S.B.; COLBO, M.H. The effects of samplingtechnique on the ecological characterization of shallow,benthic macroinvertebrate communities in twoNewfoundland ponds. Hydrobiologia, v.477, p.31-39,2002.RESH, V.H.; JACKSON J.K. Rapid assessment approachesto biomonitoring using benthic macroinvertebrates. In:ROSENBERG, D.M.; RESH, V.H. (Ed.). Freshwaterbiomonitoring and benthic macroinvertebrates. New York:Chapman and Hall, 1993. p.195-233.ROSENBERG, D. M.; RESH, V.H. The use of artificialsubstrates in the study of freshwater benthicmacroinvertebrates. In: CAIRNS JR., J. (Ed.). Artificialsubstrates. Ann Arbor: Ann Arbor Science/ButterworthGroup, 1982. p.175-235.VOLKMER-RIBEIRO, C.; GUADAGNIN, D.L.; DE ROSA-BARBOSA, R.; SILVA, M.M.; DRÜGG-HAHN, S.; LOPES-PITONI, V.L.; GASTAL, H.A. de O.; BARROS, M.P.;DEMAMAN, L.V. A polyethylenetherephtalate (PET) devicefor sampling freshwater benthic macroinvertebrates.Brazilian Journal of Biology, v.64, n.3A, p.531-541,2004.WATERS, N.M.; AURO, M.E.; HAGEN, T.; DUMONT, K.L.How colonization time influences macroinvertebratecommunity measures on artificial substrates. Journal ofFreshwater Ecology, v.20, n.1, p.9-16, 2005.

Uso de coletores com substrato artificial para monitoramento biológico de qualidade de água.

http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/15134/1/comunicado39.pdf

Uso de coletores com substrato artificial para monitoramento biológico de qualidade de água.

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