Distribuição de Metais Pesados em Mexilhões (Perna perna, L.)
da Ilha de Santana, Macaé, SE, Brasil.
Heavy Metal Distribution in Mussel (Perna perna, L.) from Santana Island, Macaé, SE, Brazil.
Carvalho, C.E.V.; Cavalcante, M.P.O. ; Gomes, M.P. ; Faria, V.V. & Rezende, C.E.
Laboratório de Ciências Ambientais, CBB, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Horto, Campos dos Goytacazes, R.J., CEP: 28015-620. carvalho@uenf.br.
RESUMO
Organismos marinhos bentônicos vem sendo amplamente utilizados e citados na literatura como monitores biológicos para metais pesados, principalmente pela sua capacidade de acumular estes elementos em concentrações muitas vezes superiores as encontradas no meio. Desta forma, o presente estudo visa avaliar a contaminação do ambiente costeiro próximo a Cidade de Macaé, através da análise de metais pesados (Al, Fe, Mn, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) em mexilhões Perna perna. Para isto foram coletadas amostras na ilha de Santana, em frente a desembocadura do Rio Macaé e próxima a um região portuária de grande movimento. Apesar da proximidade de possíveis fontes poluidoras as concentrações de metais pesadas encontradas neste estudo indicam a ausência de contaminação. A concentração média de metais pesados foi: Al 1.317; Cd 0,38; Cr 1,25; Cu 5,1; Fe 567; Mn 8,2; Ni 8,9; Pb 1,8; Zn 83 mg.g-1 de peso seco. As pequenas variações observadas entre as concentrações de metais e o sexo e tamanho dos organismos estão provavelmente relacionadas ao ciclo de vida e a maturidade sexual dos organismos.
Palavras chave: Metais pesados; moluscos, zona costeira, Brasil.
SUMMARY
Marine benthic organisms had already been widely used and cited as heavy metal biomonitors, mainly by their capacity of accumulating metal concentrations several times higher than the concentrations present in the environment. Therefore, the present study evaluated the heavy metal (Al, Fe, Mn, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) contamination of the coastal region near the City of Macaé through the heavy metal analysis of mussel Perna perna. Samples were collected in the Santana Island in front of mouth of Macaé River and nearby an active harbor. Although the sampling area was located nearby possible pollution sources, the heavy metal distribution in mussel did not presented contaminated levels. The average total concentration for the studied metals were: Al 1.317; Cd 0,38; Cr 1,25; Cu 5,1; Fe 567; Mn 8,2; Ni 8,9; Pb 1,8; Zn 83 mg.g-1 dry weight. The low concentration variation observed between sex and body length are probably related to life cycle or sexual maturity of the studied organisms.
Keywords: Heavy metal, mussel, coastal area, Brazil.
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NTRODUÇÃOOs metais pesados estão presentes na biosfera, litosfera, pedosfera, atmosfera e hidrosfera. Os processos naturais que controlam e modulam a transferência destes elementos entre os diferentes compartimentos vem interagindo ao longo do tempo. Entretanto, a atividade humana, principalmente exercida durante este século, tem alterado os ciclos biogeoquímicos que influem a transferência destes elementos. (Salomons & Förstner, 1984; Fernandes et al., 1997).
Os organismos marinhos são capazes de concentrar metais pesados a níveis de várias ordens de grandeza superiores às concentrações encontradas na água, sendo por isso responsáveis por grande parte da dinâmica destes poluentes no ambiente marinho (Fowler, 1982; Pfeiffer, 1985). Por outro lado, também são responsáveis por grande parte da reciclagem de metais retidos nos compartimentos abióticos do sistema e, conseqüentemente, constituem a principal via de exportação de metais pesados do ambiente marinho para o terrestre via cadeia alimentar, podendo chegar até o homem (Fower, 1982; Pfeiffer, 1985).
A região Norte Fluminense é uma área muito pouco estudada quanto a poluição por metais pesados (Lacerda
et al., 1994). Porém esta região é extensamente conhecida
tendo em vista que ela produz cerca de 72% de todo o petróleo produzido no país. A cidade de Macaé possui uma intensa atividade portuária, além de uma população de cerca de 120.000 habitantes que também contribui para entrada de metais para o sistema via esgotos urbanos. A Ilha de Santana fica localizada em frente a cidade de Macaé, sendo desta forma escolhida para este monitoramento (Figura 1).
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ATERIAISE MÉTODOSVisando o monitoramento da contaminação por metais pesados, o mexilhão Perna perna foi escolhido como monitor biológico, por ser um animal séssil, de fácil coleta, de vasta distribuição geográfica, e biologia conhecida e por serem capazes de responder rapidamente a variação da concentração de poluentes no meio (Furley, 1993).
Os organismos foram coletados por mergulhadores a uma profundidade de no máximo três metros. Depois de coletados os organismos foram acondicionados em sacos plásticos, congelados e transportados para o laboratório. No laboratório os organismos foram
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separados por sexo e por faixa de tamanho (3,5 a 5,5 cm; 5,5 a 6,5 cm e 6,5 a 8,5 cm). O número de organismos utilizados em cada faixa de tamanho foi de 15 indivíduos de cada sexo. Posteriormente a musculatura foi separada e seca em estufa (80°C/48h), as amostras foram moídas e separadas em três alíquotas (1,00 g cada). As amostras foram então submetidas a ataque ácido (HCl + HNO3 conc., 3:1), rediluídas à 20ml com HCl 0,5N e analisadas quanto a concentração de metais por ICP-AES. Os resultados foram expressos em mg.g-1 de peso seco (Ferreira, 2000).
A verificação da exatidão do método analítico foi realizado por Ferreira (2000) utilizando amostras certificadas de tecido muscular de Squalus achantias. (Standard Reference Material DORM1) fornecidas pelo Marine Analytical Chemistry Standarts Programs, Canadá. A Tabela 1 apresenta o teste de recuperação da Amostra certificada para determinados metais.
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ESULTADOSED
ISCUSSÃOA tabela 2 apresenta as concentrações médias de todos os metais estudados nas diferentes faixas de tamanho. Conforme podemos verificar nesta tabela, houve uma pequena variação da concentração de metais relacionado com o tamanho dos indivíduos e o sexo. As
mais elevadas concentrações de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn (0,47; 1,42; 6,16; 11,35; 2,22 e 114 µg.g-1
respectivamente) foram observadas em mexilhões fêmeas de 6,5 a 8,5 cm e as maiores concentrações de Al, Fe e Mn (1.691; 769 e 9,52 µg.g-1 respectivamente)
foram medidas em organismos do sexo masculino de 3,5 a 5,5 cm. As mais baixas concentrações de Al, Cr, Fe, Ni e Pb (1.013; 1,14; 432; 7,98 e 1,50µg.g-1
respectivamente) foram observadas em espécimes do sexo feminino de 5,5 a 6,5 cm. Cobre, Mn e Zn (4,39; 6,69 e 68µg.g-1 respectivamente) apresentaram as suas
menores concentrações em organismos do sexo masculino com tamanho de 5,5 a 6,5 cm e o Cádmio (0,28 µg.g-1) apresentou suas mais baixas concentrações
em organismos do sexo masculino de 3,5 a 5,5 cm. Foram realizados testes estatísticos (Teste-T entre duas amostras presumindo variâncias equivalentes) visando a testar se as diferenças entre as concentrações médias de todos os metais estudados entre machos e fêmeas e entre as diferentes faixas de tamanho eram significativas. Os resultados dos testes demonstraram que as diferenças observadas não são significativas entre os indivíduos do sexo masculino e feminino, exceto para Cu (Stat t = 3,54; t crítico bi-caudal = 2,78). Da mesma forma, os resultados dos testes entre as faixas de tamanho
&LGDGHGH 0DFDp 2FHDQ R$WOkQ WLFR 5LR0 DFDp $UTXLSpODJRGH6DQWDQD P P 1
(OHPHQWR )H 0Q &U =Q &X 1L
5HFXSHUDomR
também não foram significativas, exceto para Mn entre as faixas 3,5 a 5,5 cm e 5,5 a 6,5 cm (Stat t = 7,82; t crítico bi-caudal = 4,30).
Esta pequena variação observada entre as concentrações nas diferentes faixas de tamanho já foi anteriormente descrita por outros trabalhos (Rezende & Lacerda 1986 e Lima, 1997). Segundo estes autores estes organismos apresentam variações em suas concentrações de acordo com a etapa de ciclo de vida. A diferença observada entre os sexos foi anteriormente observada por Lima (1997) para Cd e Furley (1993) para Cu, Zn e Mn, nas quais foram observadas maiores concentrações em fêmeas. Segundo Coimbra e Carraça (1990), estas diferenças podem também estar associadas aos diferentes estágios de ciclo reprodutivo. Estudando Mytilus edulis, estes autores, encontraram as maiores concentrações de Zn e Cd no estágio de desova, enquanto o Cu apresentou as mais altas concentrações durante todo o estágio de maturidade sexual. Estas diferenças foram atribuídas a síntese de um grupo de proteínas induzidas através de estímulos hormonais durante os estágios de desenvolvimento do ciclo reprodutivo. Dentre estas proteínas estariam as metalotioneínas responsáveis pela acumulação preferencial de alguns metais nos últimos estágios do período de desenvolvimento. Este comportamento também foi observado em outros moluscos (Chromytilus meridionalis), em que as fêmeas
apresentaram maiores concentrações de metais no período de desenvolvimento das gônadas (Orren et al., 1980). Por outro lado, Heizen e Rebello (1980) e Rezende e Lacerda (1986) em estudo desenvolvido também no estado do Rio de Janeiro, não observaram diferenças significativas entre sexos e as concentrações de metais.
Comparando os resultados obtidos neste estudo com valores da literatura podemos observar que a faixa de concentrações encontrada encontra-se dentro dos níveis considerados como naturais para quase todos os metais analisados (Tabela 3).
Quando comparamos nossos resultados com os valores com as Concentrações Máximas Permitidas (CMP) pelo Ministério da Saúde do Brasil temos de ter cuidado pois os valores fornecidos pelo órgão governamental são expressos em mg.g-1 de peso úmido,
já nossos resultados são expressos em peso seco. Desta forma, se considerarmos que estes organismos possuem cerca de 70% de sua massa corpórea composta de água, devemos multiplicar os valores de metais obtidos para peso seco por 0.3 para obtermos os valores de metais em mexilhões por peso úmido. Precedendo desta maneira podemos observar que para todos os metais os resultados por nós obtidos estão abaixo do máximo permitido pela legislação brasileira, exceto para o elemento Cr que apresentou média quase quatro vezes superior (Tabela 4).
$PRVWUDV $O &G &U &X )H 0Q 1L 3E =Q
)rPHDV DFP Q 0DFKRV DFP Q )rPHDV DFP Q 0DFKRV DFP Q )rPHDV DFP Q 0DFKRV DFP Q
Tabela 2: Concentração média de metais pesados em mexilhões da Ilha de Santana, Macaé (µg.g-1 de peso seco).
/RFDO $O &G &U &X )H 0Q 1L 3E =Q
$UUDLDOGR&DER D 3UHVHQWHHVWXGR %DtDGH6HSHWLED E QG $QJUDGRV5HLV E 5LRGH-DQHLUR F %DtDGH*XDQDEDUD G *ROIRGR$GHQ<HPHQ H
Tabela 3: Médias de concentração de metais pesados em diferentes localidades (µg.g-1 de peso seco).
(a) Rezende et al., 1997; (b) Carvalho et al., 1993; (c) Rezende & Lacerda, 1986 (d); Carvalho & Lacerda, 1992; (e) Szefer et al., 1997; n.d. -níveis não detectáveis pelo método utilizado.
4
$O &G &U &X )H 0Q 1L 3E =Q
0pGLD
'HVYLRSDGUmR
&03
Tabela 4. Quadro comparativo das concentrações médias de metais pesados em mexilhões deste estudo corrigidas para peso úmido e as concentrações máximas permitidas (CMP) segundo o Ministério da Saúde expressa em µg.g-1 de peso úmido (Pfeiffer et al., 1985).
As elevadas concentrações observadas para Zn em relação aos outros elementos, se deve provavelmente ao fato de que este elemento faz parte de cerca de 90 tipos diferentes de enzimas sendo considerado com importante micronutriente para este tipo de organismo (Bowen, 1979; Carvalho et al., 1993). Além desse mesmo elemento ser um constituinte natural para a produção de gametas e transporte de oxigênio. (Phillips et al., 1982; Hawkins et al., 1983; Rezende & Lacerda, 1986). As elevadas concentrações de Al e Fe observadas nestes organismos filtradores está provavelmente ligada a elevada concentração destes elementos no material particulado em suspensão da área que é enriquecido despejo do Rio Macaé. Elevadas concentração destes elementos em sedimentos desta região já foram observados por Cavalcante (2001), que sugeriu que estas era principalmente devidas ao a forte influência conti-nental. Além disto temos ainda na região intensa movimentação de navios que abastecem as plataformas de petróleo da Bacia de Campos, a maior produtora de petróleo do Brasil, que podem estar contribuindo com a entrada de metais oriundos da oxidação de seus cascos.
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ONCLUSÕESAs concentrações de metais pesadas encontradas neste estudo demonstram a ausência de contaminação do ambiente amostrado. As pequenas variações observadas entre as concentrações de metais e o sexo e tamanho dos organismos parece estarem relacionadas ao ciclo de vida e a maturidade sexual dos organismos.
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GRADECIMENTOSOs autores gostariam agradecer ao IEAPM e FENORTE pelo apoio financeiro e logístico; aos técnicos do LCA, Arizoli A..R. Gobo, Cristina B. Siqueira, Angélica B. Luciano e Denise N. de Souza pelo apoio nas atividades laboratoriais e a tripulação do Batelão Miguel dos Santos pela ajuda na coleta das amostras. Gostaríamos ainda de ressaltar que este trabalho faz parte do Projeto de Monitoramento do Meio Ambiente Marinho (MOMAM), do qual participam o IEAPM, IOUSP, IRD, UFSC e UENF. O ICP-AES foi adquirido através do convênio Petrobras e BioRio # 570.447.397.6.
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EFERÊNCIASB
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