Testes Preliminares: Experimentos em Microcosmos Expostos

Apesar dos experimentos de Mesocosmos serem ferramentas muito boas na avaliação dos efeitos ecológicos da contaminação no ambiente, estes apresentam uma complexidade elevada e certas peculiaridades que, como demonstra a literatura, acabam gerando alguns tipos de problemas. Provavelmente, o problema mais “clássico” dos mesocosmos é o da baixa replicabilidade do experimento. Isto acaba por gerar uma dificuldade em aplicar inferências estatísticas convencionais a resultados de experimentos em mesocosmos, o que acabou se tornando uma das maiores críticas das técnicas que envolvem enclausuramento (Gamble, 1990). A realização de experimentos de menor escala e complexidade pode ajudar na compreensão dos resultados dos experimentos em mesocosmos. Os resultados deste experimento são muito úteis na compreensão da influência do Cobre e Cromo e do processo de enclausuramento sobre a comunidade zooplanctônica de água doce.

3.1.1. Instalação do experimento

Este experimento foi executado no período de 11 a 18 de Dezembro de 2001, no Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada (CRHEA), do Departamento de Hidráulica e Saneamento (SHS), da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), Universidade de São Paulo (USP). Como microcosmos, foram utilizados 9 tanques cilíndricos de fibra de vidro (triplicata para cada metal e o controle), com aproximadamente 72 litros de capacidade (45 cm de diâmetro e 0,16 m2 de área superficial), previamente lavados com HNO3 5% e água destilada. Os microcosmos foram acondicionados dentro de um tanque maior de concreto localizado próximo à margem da represa do Broa, contendo água corrente da mesma, de modo a procurar manter suas condições de temperatura semelhantes às da represa e evitar alterações muito intensas de temperatura. Cada tanque foi mantido com uma altura segura de sua borda em relação ao nível de água do interior do tanque de concreto,

procurando-se evitar a mistura de água e conprocurando-seqüente alteração do ambiente de cada microcosmos.

Para a execução do experimento foram coletados com uma bomba d’água, à baixa rotação, 600 litros de água da Represa. Esta água foi filtrada em rede de plâncton de 48 µm, e toda água filtrada foi reservada em galões de 200 litros, enquanto todo o plâncton coletado foi reservado em um galão separado. Após a filtragem, a água e o plâncton foram imediatamente transportados até o local de instalação do experimento, onde cada microcosmos foi preenchido aleatoriamente com 72 litros de água da represa.

A inserção do plâncton no sistema foi feita de modo a tentar mantê-la similar em todos os microcosmos. Para tal, o galão com o plâncton coletado foi homogeneizado e deste foram retiradas alíquotas com um béquer. Cada alíquota foi sendo colocada aleatoriamente em cada um dos microcosmos, de modo a todos terem a mesma quantidade de alíquota. Durante este processo também foram retiradas as mesmas quantidades de alíquotas colocadas nos microcosmos para serem imediatamente preservadas, de modo a se conhecer a condição inicial do sistema.

Após este processo de montagem e preenchimento dos microcosmos com água e plâncton, os mesmos foram deixados “em repouso” por aproximadamente 2 horas, quando então foi feita a contaminação. Para tal, primeiramente foi selecionada a ordem de contaminação: controle, contaminados com cromo e contaminados com cobre (Figura 5). Após isto, adicionaram-se as seguintes soluções de metais: 1,44 L de CuSO4.5H2O 1 mg.L^-1 nos tanques contaminados com Cobre e 3,6 L de K2Cr2O7 1 mg.L-1 nos tanques contaminados com Cromo, de modo a atingirem as concentrações máximas permitidas pela Resolução n°20 do CONAMA 86, de 0,02 e 0,05 mg.L-1, respectivamente.

3.1.2. Coleta de amostras

O experimento teve duração total de uma semana, sendo que as coletas foram realizadas de acordo com a Tabela 5:

Tabela 5 - Cronograma de coleta de amostras nos microcosmos.

horas 0 3 24 48 72 96 120 144 168

Água para análise de metais (Cobre e Cromo)

X X X X X X X X X Zooplâncton X X

Figura 5 - Esquema da disposição dos microcosmos no experimento, sendo C = controle; Cu = cobre e Cr = cromo.

Figura 6 - Distribuição dos microcosmos nos tanques experimentais (Foto: Mariana Beraldo Masutti)

3.1.2.1. Água

No momento da coleta para a montagem do experimento, algumas variáveis físicas e químicas da água da represa foram determinadas utilizando-se multi-sensor Modelo Horiba U-10. Foram também coletadas três amostras de água, com o auxílio de garrafa de Van’Dorn, para a determinação das concentrações iniciais de Cobre e Cromo.

Durante o experimento, amostras de água foram coletadas dos microcosmos por sifonamento a meia altura do tanque. Para as análises de metais foram coletadas amostras de 200 ml a cada 24 hs. Todos os materiais utilizados, assim como os recipientes de polietileno utilizados para armazenamento das amostras, foram previamente limpos lavados com HNO3 10%, para as amostras para análise de metais, sendo mantidas sob refrigeração até seu processamento.

3.1.2.2. Zooplâncton

Todas as amostras de zooplâncton foram preservadas com formol tamponado com bórax e com 6% de açúcar dissolvido (Haney & Hall, 1973). No momento da inserção do plâncton nos microcosmos, uma quantidade de alíquotas igual à colocada nos microcosmos foi separada e fixada para análise do zooplâncton, sendo este considerado o valor do inicial do experimento. Não foram coletadas amostras ao longo da semana de exposição, para se evitar uma interferência muito grande no processo, por se tratarem de estruturas experimentais relativamente pequenas e um período de exposição curto. Após uma semana de exposição cada microcosmos foi cuidadosamente retirado e todo seu conteúdo foi filtrado por uma rede de plâncton de 48 µm de abertura de malha, e cada amostra fixada para posterior análise.

3.1.3. Preparação e análise das amostras 3.1.3.1. Água

3.1.3.1.1- Clorofila

As amostras coletadas para análise de clorofila foram imediatamente filtradas em filtro de fibra de vidro (GF/C, Millipore) de 1,2 µm de porosidade. As concentrações de clorofila foram determinadas segundo a metodologia descrita em Nusch (1980), com extração em etanol 80% a quente.

3.1.3.1.2. Metais

Para a determinação dos metais Cobre e Cromo dissolvidos, as amostras foram primeiramente filtradas em membrana de acetato de celulose de 0,45 µm de porosidade e então acidificadas para preservação com NHO₃ até pH 1 (Van Loon, 1985) e analisadas através de espectrometria de absorção atômica em forno de grafite.

3.1.3.1.3. Zooplâncton

A contagem dos microcrustáceos planctônicos foi feita utilizando-se câmara de Bogorov adaptada sob microscópios estereoscópicos e a identificação feita em microscópio binocular, com consulta de bibliografia adequada (Rocha & Matsumura-Tundisi, 1976; Reid, 1985; Matsumura-Matsumura-Tundisi, 1986; Pennak, 1989). Os Cladocera foram contados em termos de espécie, enquanto que para Copepoda foram contados os nauplii e cada estágio de copepodito, e somente os adultos foram classificados em machos e fêmeas e identificados em termos de espécie. Para a contagem dos rotiferos foi utilizada Câmara de Sedgewick-Rafter em microscópio binocular. A identificação foi feita em termos de espécies sempre que possível, e sua identificação foi feita com bibliografia específica (Koste, 1978; Segers, 1995, Segers & Dumont, 1995; Koste & Terlutter, 2001). Uma descrição mais detalhada do processo de análise pode ser observada no item 2.2.5.2. Dos resultados obtidos da composição e densidades específicas, foram calculados índices ecológicos de acordo com a Tabela 7.

3.2. Experimentos em Mesocosmos