XIII SIMPÓSIO DE RECURSOS HIDRÍCOS DO NORDESTE
DINÂMICA DO FITOPLÂNCTON DURANTE PERÍODO DE ESTIAGEM
PROLONGADA EM RESERVATÓRIO DO SEMIÁRIDO BRASILEIRO
Patrícia Silva Cruz 1;Flávia Morgana Monterio2; Leandro Gomes Viana3 Silvia Yasmin Lustosa Costa4& José Etham de Lucena Barbosa5
RESUMO – O presente estudo objetivou analisar a dinâmica da comunidade fitoplanctônica em
reservatório da bacia hidrográfica do Rio Paraíba, durante período de estiagem prolongada. O ambiente apresentou limitação de luz, onde junto com a temperatura e pH favoreceram a proliferação de algas e cianobactérias. A comunidade fitoplanctônica esteve composta por 50 táxons pertencentes a cinco classes. As Cianobactérias representaram 88% do total de taxa identificados, com ocorrência de espécies potencialmente toxigênicas, dentre elas a Cylindrospermopsis
raciborskii com a co-existência das Chlorophyceae (5%), Bacilariophyceae (3%), Euglenophyceae
(3%) e Zygnematophyceae (1%). Os resultados revelaram a necessidade de medidas de gestão que visem à proteção dos corpos de água e reduzam a proliferação de cianobactérias, sobretudo em reservatórios de usos múltiplos, que contemplam o abastecimento público.
ABSTRACT– This study aimed to analyze the dynamics of phytoplankton in the reservoir basin of
the Paraiba River during prolonged dry season. The environment presented light limitation, which along with the temperature and pH favored the proliferation of algae and cyanobacteria. The phytoplankton community was composed of 50 taxa belonging to five classes. The Cyanobacteria represented 88% of the identified rate, the occurrence of potentially toxigenic species, among them the Cylindrospermopsis raciborskii with the co-existence of Chlorophyceae (5%), Bacilariophyceae (3%), Euglenophyceae (3%) and Zygnematophyceae (1 %). The results showed the need for management measures to the protection of water bodies and reduce the proliferation of cyanobacteria, especially in multi-purpose reservoirs, which include the public supply.
Palavras-Chave – Cianobactérias; Qualidade de água.
1) Universidade Estadual da Paraíba - UEPB. End.: Av. Baraúnas, 351. Conjunto Universitário. Fone: (83) 98816-9488, e-mail: patriciacruz_biologa@hotmail.com
2) Universidade Estadual da Paraíba- UEPB. End.: Av. Baraúnas, 351. Conjunto Universitário. Fone: (83) 99182-5629, e-mail: morgana.monteiro@yahoo.com.br
3) Universidade Estadual da Paraíba- UEPB. End.: Av. Baraúnas, 351. Conjunto Universitário. Fone: (83) 98854-4224, e-mail: leandrogomesbiologo@gmail.com
INTRODUÇÃO
No Brasil, os reservatórios com usos múltiplos apresentam o processo de eutrofização acelerado, reduzindo a qualidade das águas pela elevada entrada de nutrientes e, consequentemente, pela formação de florações de cianobactérias [Becker et al. (2009); Soares et al. (2009)].
Em estados avançados de eutrofização pode ocorrer a proliferação de cianobactérias em detrimento de outras espécies aquáticas. Muitos gêneros desses microrganismos, quando submetidos a determinadas condições ambientais, podem produzir toxinas que têm efeitos diretos sobre a saúde humana e provocam aumento nos custos para o tratamento da água.
O registro de florações vem aumentando em intensidade e frequência, com dominância de cianobactérias durante grande parte do ano, sobretudo em reservatórios [Soares et al. (2009, 2012)]. Vários estudos tem reportado a dominância desses organismos em mananciais de abastecimento público [Costa et al. (2006)]. As florações de cianobactérias potencialmente tóxicas é um sério problema de saúde pública, principalmente em áreas com escassez de água, como é o caso da região semiárida brasileira [Oliveira (2012)]. Essas florações são consideradas como um dos maiores problemas em ecossistemas de água doce, pois estão associadas a alterações nos aspectos organolépticos da água, como má aparência e odor desagradável, causando também danos ecológicos, tais como alterações nas cadeias alimentares, com potenciais efeitos na ciclagem de nutrientes e na biodiversidade, além de danos à saúde humana [Fernandes et al. (2009) ; Paerl et al. (2011)].
OBJETIVO
Analisar a dinâmica da comunidade fitoplanctônica em reservatório da bacia hidrográfica do Rio Paraíba, durante período de estiagem prolongada.
METODOLOGIA
Área de estudo: O presente estudo foi realizado no reservatório de Epitácio Pessoa
(Boqueirão), localizado na região semiárida do Brasil (Tabela 1 e Figura 1), estado da Paraíba, bacia hidrográfica do Rio Paraíba. O reservatório é de usos múltiplos, sendo prioritário, o abastecimento público.
Figura 1: Reservatório e ponto de amostragem do Reservatório Epitácio Pessoa localizado na bacia hidrográfica do Rio Paraíba.
Tabela 1: Caracterização do reservatório Epitácio Pessoa-PB.
Reservatórios Boqueirão Localização 7º29’20”S 36º17’3”W Capacidade (m3) 418.088.514 Espelho d’água (m2 ) 48443154.35 Ano de construção 1957
Tempo de residência (em anos) 3-5
Profundidade Máxima (m) 55,10
Amostragem: As amostragens foram realizadas durante o período de outubro de 2014 a
julho de 2015, na região lacustre a 100% de luz. A zona eufótica (Zeu) foi calculada empiricamente
multiplicando o valor obtido pelo disco de Secchi (10% de incidência de luz) por 2,7 [Cole (1983)]. A zona de mistura (Zmix) foi considerada equivalente a Zmax dos reservatórios. A razão entre Zeu/
Zmis foi utilizada como índice de avaliação de disponibilidade de luz na camada de mistura. A
temperatura e pH foram mensurados através de sonda multiparamétrica HORIBA, modelo U-50. Para o fitoplâncton as amostras foram coletadas com rede de plâncton (abertura de malha de 20μm) através de arrastes (análise qualitativa) e na superfície para análises quantitativa, seguidas da fixação com solução de formol a 4%. O sistema de classificação para cada classe e gênero seguiu as indicações de [Bicudo e Menezes (2006)]. A quantificação da comunidade fitoplanctônica foi
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Durante o período de estudo, compreendido entre os meses de outubro de 2014 a julho de 2015, precipitaram-se cerca de 208,9 mm de chuva na região do reservatório Boqueirão, distribuídos principalmente nos meses de outubro de 2014 e julho de 2015 (Figura 2). Durante a estação seca, considerada para a região, a frequência e a intensidade de precipitação permaneceu baixa, como de costume, exceto no mês de Julho de 2015, onde mesmo com registro de chuvas, não foi registrada nenhuma contribuição na referida bacia.
Com base nos dados dos últimos 10 (dez) anos (Figura 3), pode-se observar que o período de estudo foi caracterizado pela redução dos níveis de água acumulados no reservatório. Dados da literatura reportam que as regiões semiáridas são caracterizadas principalmente pela deficiência e/ou irregularidade das chuvas, a evapotranspiração geralmente supera a precipitação, provocando a perda de grande parte das águas superficiais dessas regiões [Silva (2007)].
Figura 2: Valores da média histórica de precipitação e precipitação acumulada mensal no reservatório Boqueirão no período de estudo.
0 20 40 60 80 100 120 P rec ip it aç ão (m m ) Meses
Figura 3: Evolução do volume armazenado nos últimos 10 anos no reservatório de Boqueirão. (Fonte: AESA, 2016).
A partir dos valores do Disco de Secchi, foi calculada a razão Zeu/Zmix e evidenciou-se que houve limitação por luz (< 1,0) durante todo o período de estudo. De acordo com estudos realizados por [Huszar et al. (2006)], em 83 reservatórios brasileiros o efeito da relação entre Zeu/Zmix mostrou que o fator limitação por luz é responsável pelas diferenças no poder preditivo de N e P em relação à biomassa fitoplanctônica. Outro fator relacionado a limitação é o baixo nível de água do ambiente que favoreceu o revolvimento do sedimento (mistura) [Barbosa et al. (2006)].
A tendência de descrécimo da temperatura (Tabela 2) esteve correlacionada com a redução do volume e a ausência de estratificação térmica bem definida nas águas do reservatório durante o período de estiagem prolongada, onde a circulação provocada pelas correntes de convecção é suficiente, juntamente com o vento, para romper a estratificação térmica e provocar o processo de mistura [Wetzel e Likens (2000)] e consequentemente as trocas de calor na interface ar-água, o que contribui para o resfriamento das águas do reservatório. O pH variou de levemente ácido a alcalino (Tabela 2). A variação observada para esta variável é decorrente do intenso processo de mistura e pela influência da composição química da bacia de drenagem onde o açude está inserido, rica em carbonatos e bicarbonatos.
Fatores como disponibilidade de luz, temperatura e pH estão relacionados as florações de algas e cianobactérias em reservatórios tropicais [Brasil et al. (2015)].
Tabela 2. Variáveis analisadas durante o período de estudo.
Variáveis Out/14 Nov/14 Dez/14 Jan/15 Fev/15 Mar/15 Abr/15 Mai/15 Jun/15 Jul/15
Temperatura (ºC) 25,31 25,98 25,94 25,09 25,45 26,03 26,16 25,8 24,99 24,00 pH 7,36 6,98 7,81 7,76 7,66 8,42 9,33 9,22 9,41 9,93 Transparência Secchi (m) 5,19 4,67 4,00 3,61 3,22 2,04 0,10 0,10 0,10 0,10 Zeu/ Zmis 0,63 0,57 0,49 0,44 0,39 0,25 0,01 0,01 0,01 0,01
A comunidade fitoplanctônica esteve composta por 50 táxons pertencentes a cinco classes (Figura 4, Tabela 3). As Cianobactérias representaram 88% do total de taxa identificados. Estudos recentes na região semiárida do Nordeste brasileiro evidenciam que uma redução do nível de água causada por uma seca pode aumentar ou diminuir a biomassa de fitoplâncton e dominância de cianobactérias em lagos rasos tropicais dependendo da profundidade do lago e da concentração de sedimentos inorgânicos em suspensão [Costa et al. (2015)].
Figura 4: Distribuição da Comunidade Fitoplanctônica no reservatório Boqueirão no período de estudo.
Dentre as espécies pertencentes às cianobactérias, houve a ocorrência de espécies potencialmente tóxicas durante o período de estudo, dentre elas a Cylindrospermopsis raciborskii
com maior contribuição no período de janeiro a julho de 2015. Esse fato é comum nos estudos da região semiárida, uma vez que grande parte das pesquisas evidencia que Cylindropermopsis
raciborskii vem ocorrendo com muita frequência, por vezes, dominado a comunidade
fitoplanctônica e formando florações mistas com outras cianobactérias [Costa et al. (2006)].
0 1000 2000 3000 4000 5000 D en si d ad e (C él /m l)
Cyanobacteria Chlorophyceae Bacilariophyceae Euglenophyceae Zygnematophyceae
A espécie Cylindrospermopsis raciborskii, apesar de pertencer ao grupo das cianobactérias heterocitadas, apresenta ecologia semelhante às espécies filamentosas não-heterocitadas tolerantes a turbulência, cujo desenvolvimento pode ser atribuído a elevadas temperaturas, pH alcalino, reduzida transparência da água e elevada disponibilidade de fósforo [Dantas et al. (2008)], condições comum a referida bacia em estudo.
Além da C. raciborskii, as espécies Pseudanabaena catenata e Cuspidothrix tropicalis
apresentaram elevadas densidades durante todo o período de observação. Apesar da dominância das cianobactérias, a co-ocorrência das Chlorophyceae (5%), Bacilariophyceae (3%), Euglenophyceae (3%) e Zygnematophyceae (1%) também foram observadas durante o período de estudo. A representatividade das Bacillariophyceae pode está associada as suas adaptações morfológicas e com as estratégias adaptativas às condições ambientais.
A presença da Chlorophyceae pode ser justificada por esse grupo ser típico de ambientes rasos eutróficos ou hipereutróficos [Padisák et al. (2006)], associadas à desestratificação, coincidindo com a maior disponibilidade de nutrientes provenientes da ressuspensão do sedimento [Gentil et al. (2008)]. O desenvolvimento da classe Euglenophyceae pode ser associado à baixa transparência da água e elevadas concentrações de matéria orgânica. De acordo com trabalhos de [Gentil (2007)] e [Lunchi e Sipaúba-Tavares (2008)], a boa expressividade dessa classe é favorecida pelas elevadas concentrações nitrogênio e fósforo. Pode-se observar ainda, a contribuição da Zignemaphyceae, cujas espécies são encontradas em ambientes com águas alcalinas e rica em matéria orgânica.
Tabela 3. Composição da Comunidade Fitoplanctônica durante o período de estudo.
Bacilariophyceae Chlorophyceae Cyanophyceae Euglenophyceae
Aulacoseira granulata Crucigenia quadrata Aphanocapsa annulata Euglena caudata
Achnanthes linearis Crucigenia tetrapedia Aphanocapsa incerta Euglena pisciformes
Amphora veneta Eutetramorus fottii Chrococcus minutus Euglena proxima
Cocconeis placentula Kirchineriella dianae Coelomoron tropicalis Lepocinclis ovum
Cyclotella meneghiniana Monoraphidium tortile Cuspidothrix tropicalis Phacus caudatus
Eunotia major Oocystis marssonii Cylindrospermopsis raciborskii Trachelomonas intermédia
Navícula elegans Tetraedron muticum Dolichospermum circinalis Trachelomonas volvocina
Navícula gracilis Dolichospermum solitarum
Navícula intermediaria Gleiterineima amphibium Zygnematophyceae
Navícula pupula Komvophoron schmidlei Closterium acerosum
Neidum amphigomphus Limnococcus limneticus Closterium limneticum
Nitzchia palea Oscillatoria lacustris Closterium navícula
Nitzchia recta Oscillatoria limosa
Rhopalodia gibberula Planktothrix isothrix
CONCLUSÕES
A baixa precipitação, associada à demanda de água para o abastecimento no reservatório Boqueirão, provocou a redução do volume do acumulado, favorecendo a limitação por luz do ambiente (redução da transparência da água). As condições ambientais favoreceram a dominância das Cianobactérias, com registro de espécies potencialmente toxigênicas, que podem oferecer riscos à saúde da população que utiliza essa água para consumo, uma vez que a água potável pode ser uma das principais fontes de exposição do homem às cianotoxinas, ao longo do tempo e porque estas na maioria das vezes, não são removidas pelo tratamento convencional, utilizado em grande parte das estações de tratamento. Esse resultado revela a necessidade de medidas de gestão que visem à proteção dos corpos de água e reduzam a proliferação de cianobactérias, sobretudo em reservatórios de usos múltiplos, que contemplam o abastecimento público.
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