NUTRIENTES DISSOLVIDOS NO COMPLEXO ESTUARINO- LAGUNAR DE CANANÉIA-IGUAPE: INFLUÊNCIA DO VALO GRANDE NO SETOR SUL (1992 E 2005) ABSTRACT

NUTRIENTES DISSOLVIDOS NO COMPLEXO

ESTUARINO-LAGUNAR DE CANANÉIA-IGUAPE: INFLUÊNCIA DO

VALO GRANDE NO SETOR SUL (1992 E 2005)

Braga, E. S. & Chiozzini, V. G.

Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo (Praça do Oceanográfico, 191, 05508-900 São Paulo, SP, Brasil)

edsbraga@usp.br

A

This study aims to show the influence of the Valo Grande Channel, artificially open at the North part of the system (Iguape) to possibility the transport of rice in the imperial period. At the principle, this Channel was smaller than nowadays (>200m width). The erosion and the floods were responsible by a cycle of opening/closing processes that promoted variation in the physical and chemical estuarine water properties with reflex on the biota and on the human activities. The physical and chemical characteristics of the estuarine water were observed in two seasonal periods (summer and winter) in 1992 (Channel close) and in 2005 (Channel open) at the southern part of the system (Cananéia) considered the most preserved from the anthropic impact, under two different situations of Valo Grande Channel influence, i. e. under more or less river water input. The differences in salinity showed low values after the open overall considering the ranges. Nutrients concentrations were verified in the two seasonal periods, with significant changes in the nitrate specially in the summer sampling showing that under natural conditions (Channel close) the availability of this nitrogenous forms is high and nitrite and N-ammoniacal exhibited lower concentrations as foreseen to a normal nitrogen biogeochemical cycle, and the same were verified to phosphate and silicate. On the other hand, considering the Channel open, the influence diminish the average availability of nitrate and the presence of nitrite and N-ammoniacal, phosphate and silicate was high, mainly in summer period. This unbalanced situation revealed by the biogeochimical cycles of nutrients is primordial to advise the risks on the preservation of this ecosystem, important to maintain the biodiversity of the marine life.

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Este estudo tem por objetivo mostrar a influência do Canal do Valo Grande, artificialmente aberto na parte norte do sistema (Iguape) para possibilitar o transporte de arroz na época imperial. No início, este Canal era menor do que hoje em dia (>200 m de largura). A erosão e as enchentes foram responsáveis por um ciclo de abertura e fechamento que promoveu a variação das propriedades físicas e químicas da água com reflexos na biota e na atividade humana. As características físicas e químicas da água estuarina foram observadas em dois períodos sazonais (verão e inverno) em 1992 (Canal fechado) e em 2005 (Canal aberto) na parte Sul do sistema (Cananéia), considerada a mais preservada do impacto antrópico, sob duas diferentes situações de influência do Canal do Valo Grande, isto é, sob maior e menor aporte de água de rio. As diferenças de salinidade mostraram baixos valores após a abertura, sobretudo considerando os limites de variação. As concentrações de nutrientes foram verificadas nos dois períodos sazonais com significantes alterações no nitrato, especialmente na amostragem de verão mostrando que sob condições naturais (Canal fechado), a disponibilidade desta forma nitrogenada é alta e nitrito e N-amoniacal exibiram baixas concentrações como previsto em um ciclo biogeoquímico normal para nitrogênio, sendo que, o mesmo foi verificado para fosfato e silicato. Por outro lado, considerando o Canal aberto, a influência do aporte de água menos salina, diminuiu a disponibilidade média de nitrato e a presença de nitrito, N-amoniacal, fosfato e silicato foi alta, principalmente no período de verão. Esta situação de desequilíbrio entre as formas, revelada pelo ciclo biogeoquímico dos nutrientes é importante para advertir sobre os riscos de preservação deste ecossistema, importante para manter a biodiversidade de vida marinha.

Descriptors: Estuarine system, Dissolved nutrients, Biogeochemical cycles, Antrhopic influences, Valo Grande.

I

A região onde se localiza o sistema estuarino de Cananéia-Iguape é constituída por um conjunto de pequenos estuários com algumas lagoas costeiras que formam, desta maneira, um complexo estuarino-lagunar (Teixeira, 1969). As propriedades hidrológicas nesta área são influenciadas principalmente pelas correntes de maré e pela drenagem das águas pluviais, via solo dos manguezais para a região lagunar (Teixeira et al., 1965; Kato, 1966 a e b). Além dos canais principais que constituem a região lagunar, existem inúmeros cursos de água denominados marigots, por Besnard (1950), os quais originam-se da mistura das águas de drenagem com as águas marinhas. Esses marigots, (hoje conhecidos como gamboas) devido à sua natureza geoquímica, apresentam grande importância para os estudos de produção primária na região (Teixeira et al., 1967). A região compreende um canal principal, com conformação de um rio, de largura média não superior a 1 Km e de comprimento aproximado de 75 Km, que segue paralelo à Ilha Comprida, comunica-se com o mar aberto pelas Barras de Cananéia ao Sul e, de Icapara, ao Norte (Miyao, 1977).

A porção norte do Canal tem um único leito; seguindo para o sul, reparte-se em dois braços: Mar de Cananéia e Mar de Cubatão, que se reencontram na zona mais ampla do sistema estuarino, a Baía de Trapandé. O movimento de maré, juntamente com as descargas de água doce são os principais fatores que determinam a circulação geral, a distribuição das propriedades físicas

e químicas, bem como, os processos de mistura e renovação das águas do estuário. A análise dos processos de renovação das águas indica que as águas do estuário são renovadas mais eficazmente devido às misturas com a água doce introduzida e eliminada a cada dia, do que pelas trocas com a água oceânica introduzida pela maré no mesmo período (Miyao, op. cit.). Estas observações feitas antes da abertura do Valo Grande na região norte do sistema acentuaram-se quando isto ocorreu em 1995, contribuindo para uma diferenciação acentuada das características hidroquímicas do sistema em sua porção norte (próximo à cidade de Iguape) cujos reflexos atingiram a porção Sul do sistema, junto à cidade de Cananéia (Fig. 1) como será observado no trabalho atual.

Fig. 1. Localização do complexo estuarino-lagunar de Cananéia-Iguape.

dos nutrientes em toda a região, pois além de um grande volume de água com características halinas diferenciadas, a quantidade de material em suspensão e de componentes químicos dispostos de modo natural somado ao material de origem antrópica foram acrescentados ao sistema, com reflexos também sobre a porção sul, como poderá ser observado neste estudo.

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Foram amostrados diversos pontos no Sul do complexo estuarino-lagunar de Cananéia, no inverno e verão de 1992 e em 2005 (Fig. 2). As amostras de água foram coletadas com o uso de garrafas do tipo Go-Flo e van Dorn, sendo filtradas em membranas de fibra de vidro Whatman GF/F com porosidade nominal de 0,45 µm. O filtrado foi armazenado a -20°C até o momento da análise. As análises de nitrito e nitrato foram realizadas seguindo as recomendações de Grasshoff et al.

(1983), utilizando o analisador automático AutoAnalyzer II - Bran-Luebbe®, sendo as precisões de ± 0,02 e 0,1 µM N, respectivamente. O N-amoniacal foi analisado segundo as recomendações de Tréguer & Le Corre (1975), utilizando-se para tanto um espectrofotômetro Bauch-Lomb - Genesys II, cuja precisão é de ± 0,05 µM N. O fosfato e o silicato dissolvidos também foram determinados por espectrofotometria, observando as recomendações de Grasshoff et al. (1983) sendo as precisões de ± 0,02 e 0,1 µM N, respectivamente. A salinidade foi determinada pelo método indutivo, utilizando um salinômetro da marca Beckman, modelo RS 10 com precisão de 0,5 %. A temperatura foi

determinada utilizando-se termômetros de reversão protegidos

com precisão de ± 0,02°C. O oxigênio dissolvido foi determinado segundo o método de Winkler descrito em Grasshoff et al. (1983), com precisão de ± 0,04 mL.L-1 _{para teores}

Fig. 2. Posição dos pontos de amostragem, porção Sul do complexo estuarino- lagunar de Cananéia-Iguape.

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D

Os valores apresentados na Tabela 1 consideram dois momentos: i) o Canal do Valo Grande fechado (1992), onde os valores mostram menor amplitude de variação em ambos períodos considerados para nitrito e N-amoniacal, enquanto nitrato e silicato, mostraram esse comportamento apenas no inverno. Isto deve estar associado à menor influência das chuvas e, por conseqüência, dos aportes terrestres sobre estes últimos. No caso da amostragem de 2005, com o Valo Grande aberto, a faixa de variação foi maior para todos os parâmetros, exceto para o nitrato, no inverno, o qual mostrou um valor máximo bastante baixo, completamente fora do limite superior registrado na região.

De um modo geral, as condições halinas e de nutrientes observados no ano 1992, na porção sul do sistema, mostram propriedades similares a de outros sistemas costeiros influenciados pelo movimento de maré, pelas características sazonais de inverno (seco) e verão (chuvoso) e águas eutróficas, próprias para acomodação de importante biota, sob baixo impacto antrópico.

estuarino-lagunar de Cananéia-Iguape, ou seja, há quase 40 km de distância, a influência das características halinas e de ciclagem biogeoquímica dos nutrientes sofrem efeitos.

De um modo geral, com o canal do Valo Grande reaberto (2005), os valores médios de salinidade foram menores nos dois períodos amostrados, em relação a 1992. Os valores médios de nitrito, N-amoniacal e fosfato foram relativamente menores com o Valo fechado. O nitrato, com o Valo aberto apresentou um comportamento inverso, ou seja, diminuiu, o que pode indicar a maior intensidade dos processos de denitrificação com o conseqüente aumento das formas nitrito e N-amoniacal. No caso do silicato, um valor pontual extremo deve ter sido responsável por uma

média alta no período de verão de 1992, porém os valores observados com o Valo Grande aberto apresentaram uma faixa de variação semelhante em 2005, mostrando o maior valor médio no verão e, o menor no inverno.

A ação antrópica pode contribuir a sensíveis mudanças ambientais, como observado nos teores de nutrientes no sistema estudado.

Considerando dados de temperatura, observou-se que os valores menores ocorreram no inverno, tanto na situação em que o Valo estava fechado como aberto, com valores médios de 18,35 ± 0,63°C e 21,09 ± 0,59°C , respectivamente, enquanto no verão, os valores médios foram maiores, sendo de 27,64± 0,72°C e 28,41 ± 2,62°C, respectivamente. Considerando-se os

valores máximos de temperatura em cada período, os maiores foram verificados na situação após a abertura do Valo.

Em relação aos teores em oxigênio dissolvido, no inverno os maiores valores médios foram observados nas duas situações, Valo fechado e aberto, sendo de 5,70 ± 0,25 mL.L-1 _{e de 4,79 ± 0,31 mL.L}-1

respectivamente com um decréscimo na situação em que o Valo esteve aberto, mostrando uma ligeira diminuição relativa neste período. No caso dos verões, considerando as condições 1992 e 2005, os valores médios foram, respectivamente de 4,29 ± 0,43 mL.L-1 _{e de 3,62 ± 1,46}

mL.L-1 _{, sendo que este último pode}

estar ligado ao aumento da carga de matéria orgânica no sistema e aos processos de oxidação da mesma. As porcentagens de saturação do oxigênio corroboram com o comportamento do oxigênio, ou seja, valores maiores em inverno e com o Valo fechado.

Os valores médios de pH foram de 8,10 ± 0,22e 7,89 ± 0,18 no inverno de 1992 e 2005, respectivamente, enquanto no verão foram de 8,06 ± 0,20 e 8,07 ± 0,64, respectivamente em 1992 e 2005. No caso do pH, observa-se que os menores valores (<7,80) ocorreram no verão e no inverno em 2005, o que não ocorreu em 1992.

Observando a distribuição dos valores dos nutrientes com a variação de salinidade, termo conservativo que mostra processos de diluição da água no sistema e que revela diretamente a maior influência da reabertura do canal e das influências dos períodos seco e chuvoso (Fig. 3), tem-se que os valores de nitrato, forma mais estável de nitrogênio e normalmente mais abundante em sistemas pouco

impactados, com o Valo fechado, mostraram variação sazonal que indicou valores de nitrato maiores, no verão. Enquanto os valores de inverno foram menores e mais condensados, pois as características halinas da coluna de água nos diversos pontos amostrados encontram-se mais homogêneas (>28 e <32) (Fig. 3 a). No caso da distribuição do nitrato após a abertura da barragem do valo Grande (2005), o espalhamento devido à variação halina foi observado tanto no verão quanto no inverno e, os valores mais altos estiveram associados às águas menos salinas de forma mais evidente (Fig. 3b), mas não ocorreram valores altos de nitrato no verão como houve em situação de Valo fechado.

No caso do nitrito, os valores deste componente, normalmente mesmo em sistemas eutróficos está em torno de 1 µM, o que pode ser observado tanto em situação de verão quanto inverno, com o Valo fechado (3c), no entanto, no sistema influenciado pelo aporte de água menos salina, os valores foram bem mais altos, nos dois períodos e mostraram a tendência de maiores valores junto aos menores valores de salinidade, sendo preocupantes os valores acima de 2,5 µM no setor Sul do sistema, relativos a esta forma intermediária de nitrogênio que está normalmente sob ação de processos de nitrificação e denitrificação, sendo acumulada somente em casos de dificuldade em completar esses processos. Trata-se também de uma forma nitrogenada que deve ser fortemente monitorada devido aos seus efeitos tóxicos sobre a biota, acima de certas concentrações.

sendo que em sistemas com características mais salinas, a concentração de amônio sempre supera os valores do gás amônia e apresenta valores baixos em sistemas em equilíbrio, sob baixo impacto antrópico mostrando variações sazonais que contribuem ao “bloom” do fitoplâncton, uma vez que esta é a

forma de nitrogênio preferencialmente por estes organismos para a produção primária de matéria orgânica. No caso do Valo fechado, os valores estiveram dentro das concentrações esperadas (Fig. 3 e), enquanto, sob a influência do Valo aberto, os valores foram muito altos, e sobretudo no período chuvoso, onde os maiores valores estiveram associados à salinidade mais baixa, mostrando a origem do aporte (Fig. 3f). Altas concentrações de N-amoniacal (>2 uM) podem começar a representar uma ameaça ao equilíbrio do sistema. O N-amoniacal provém da denitrificação, mas também provém da decomposição da matéria orgânica, sendo que a carga de matéria orgânica pode estar sendo aumentada, o que poderá provocar importantes mudanças no balanço biogeoquímico do sistema.

O fosfato, elemento importante como nutriente essencial à produção da matéria orgânica planctônica, mostra valores altos na situação de Valo fechado (>3uM), somente no período de verão, mesmo associado à salinidade alta, mas foram poucos pontos que revelam esta situação, podendo estar situados em locais em que a influência do fundo e de processos locais que contribuam a estes valores (Fig. 3 g). As concentrações observadas com o Valo aberto não atingiram o máximo anterior, porém fica nítida em sua distribuição que os menores valores

estiveram ligados à salinidade maior. A diferença sazonal recai mais nos valores de verão, quando as menores salinidades foram observadas no sistema sul. O fosfato, além de ter entrada por aporte terrestre e envolvimento em processos de assimilação, possui alta afinidade às partículas podendo ser removido para o sedimento ou passar para a fase particulada, revelando um abaixamento de concentração que não implica em menor aporte de material ao sistema estuarino.

Fig. 3. a) Salinidade x nitrato, (Valo fechado); b) salinidade x nitrato (Valo aberto); c) salinidade x nitrito (Valo fechado); d) salinidade x nitrito (Valo aberto); e) salinidade x N-amoniacal (Valo fechado); f) salinidade x N-N-amoniacal (Valo aberto); g) salinidade x fosfato (Valo fechado); h) salinidade x fosfato (Valo aberto); i) salinidade x silicato (Valo fechado); j) salinidade x silicato (Valo aberto).

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Em suma, foi observado que as concentrações de nitrato, nitrito e N-amoniacal, sobretudo na amostragem de verão, com o Valo fechado estiveram próximas aos valores encontrados em sistemas naturais, com ciclos biogeoquímicos equilibrados, como também ocorreu para fosfato e silicato. No caso da influência do Valo aberto, as formas de nitrato, nitrito, N-amoniacal e fosfato, mostraram os melhores sinais da influência dos aportes do rio em conjunto com a salinidade, enquanto os valores de silicato, mostraram que mais especiações químicas do elemento silício deveriam ser avaliadas para observar a entrada e a dinâmica do mesmo no sistema, nas situações consideradas.

Finalmente, observou-se que as alterações no conteúdo em nutrientes foram importantes no sul do sistema, sobretudo no período de verão, sob a influencia da abertura do canal do Valo Grande, em Iguape.

A

Agradecemos ao suporte dado pelo Projeto NITAM (Proc. FAPESP 903375-1), Projeto MOBIO (Proc. FAPESP 2005/50769-2) e CNPq (Proc. 304883/2006-9). Também agradecemos as equipes da embarcação de pesquisa Albacora, envolvidas nas coletas dos dados.

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