CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
PRÓ-REITORIA ADJUNTA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO ANÁLISE DE SISTEMAS AMBIENTAIS
JOAQUIM ALEXANDRE MOREIRA AZEVEDO
Biomonitoramento de Metais Traço (Fe, Zn, Cu, Mn, Cd e Cr) em
Áreas de Manguezal de Alagoas (Brasil) usando ostras
Ficha Elaborada pela Biblioteca ...
CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
PRÓ-REITORIA ADJUNTA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO ANÁLISE DE SISTEMAS AMBIENTAIS
JOAQUIM ALEXANDRE MOREIRA AZEVEDO
Biomonitoramento de Metais Traço (Fe, Zn, Cu, Mn, Cd e Cr) em
Áreas de Manguezal de Alagoas (Brasil) usando ostras
Crassostrea rhizophorae
.
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Análise de Sistemas Ambientais do Centro Universitário CESMAC, na modalidade Profissional, como requisito para obtenção do título de Mestre, sob a orientação do Prof. Dr. Velber Xavier Nascimento e coorientação da Prof.(a) Dr.(a) Fabíola de Almeida Brito.
CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
PRÓ-REITORIA ADJUNTA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO ANÁLISE DE SISTEMAS AMBIENTAIS
JOAQUIM ALEXANDRE MOREIRA AZEVEDO
Biomonitoramento de Metais Traço (Fe, Zn, Cu, Mn, Cd e Cr) em
Áreas de Manguezal de Alagoas (Brasil) usando ostras
Crassostrea rhizophorae
.
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Análise de Sistemas Ambientais do Centro Universitário CESMAC, na modalidade Profissional, como requisito para obtenção do título de Mestre, sob a orientação do Prof. Dr. Velber Xavier Nascimento e coorientação da Prof.(a) Dr.(a) Fabíola de Almeida Brito.
Data da defesa: 22 de dezembro de 2017
BANCA EXAMINADORA
______________________________________________
Professor Dr. Velber Xavier Nascimento (Orientador)
____________________________________________
Professora Dra. Adriane Borges Cabral (Examinador)
____________________________________________
DEDICATÓRIA
Dedico esta dissertação, primeiramente, a minha mulher, Gilvânia Simões Coimbra, que me incentivou desde o início até o final de todo o processo.
Dedico este trabalho a minha filha, Yasmim Simões Coimbra Azevedo.
Dedico também aos meus país, Joaquim dos Santos Azevedo e Raimunda Moreira Azevedo.
Dedico também este trabalho a todos os meus colegas de turma que juntos enfrentamos todas as disciplinas sempre unidos nas dificuldades de nas vitórias.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a minha esposa, Gilvânia Simões Coimbra, pelo incentivo.
Agradeço também ao Instituto Federal de Alagoas (IFAL), que promoveu as condições financeiras necessárias para a realização desse trabalho, através de bolsa.
Agradeço a meu orientador, Dr. Velber Xavier Nascimento, pela sua dedicação e profissionalismo durante todo o processo de pesquisa e escrita deste trabalho.
Agradeço a todos os professores que se dedicaram ao máximo para contribuir com o conhecimento necessário para a formação proposta.
Agradeço a meu amigo, Alexandre Bomfim Barros, que juntos compartilhamos o mesmo ambiente de pesquisa e experiências realizadas durante todo o processo.
Agradeço a meus amigos, Sheyla Macedo, Jackson Pinto e Morgana Medeiros, que juntos compartilhamos trabalhos realizados durante as disciplinas.
E por fim, agradeço a todos os meus colegas pela convivência sádia e maravilhosa que compartilhamos durante todo o processo de estudo.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Floresta de Manguezal - Complexo Lagunar Mundaú/Manguaba...15
Figura 2 - Tipos de espécies de mangues ...16
Figura 3 - Ostra-mangue (Crassostrea rhizophorae)...18
Figura 4 - Complexo Lagunar Mundaú/Manguaba ... 23
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Comparação entre as concentrações de metais pesados – Litoral Sul e Norte de Alagoas (peso seco medido em µg.g-1, com ± significando o desvio
padrão), 2017 ...29 Gráfico 2 - Comparação entre as concentrações de metais pesados no período seco e chuvoso (peso seco medido em µg.g-1, com ± desvio padrão), 2017 ...30
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Comparação entre as concentrações de metais pesados – Litoral Sul e Norte de Alagoas (peso seco medido em µg.g-1, com ± significando o desvio
padrão), 2017 ...26 Tabela 2 - Comparação entre as concentrações de metais pesados no período seco e chuvoso (peso seco medido em µg.g-1, com ± desvio padrão), 2017
LISTA DE SIGLAS
AABB - Associação Atlética Banco do Brasil
RESUMO
Os manguezais são florestas inundadas tropicais e subtropicais que se desenvolvem geralmente em áreas estuarinas sobre sedimentos instáveis protegidos da ação das ondas na zona intertidal com um ambiente caracterizado pela associação de árvores e arbustos (Rhizophora mangle,
Avicennia sp.), além de algumas gramíneas (Spartina sp.), todas plantas halófitas. Existem
inúmeros maneiras de se identificar a poluição de ecossistemas, uma dessas formas é a identificação de metais. Moluscos bivalves são amplamente usados como indicadores de poluição por elementos traço por apresentarem grande distribuição nos ecossistemas costeiros que são mais suscetíveis à poluição. Assim sendo, o presente estudo teve por objetivo avaliar os níveis de metais pesados que são absorvidos pelas ostras de mangue, Crassostrea
rhizophorae, em sistemas estuarinos no litoral de Alagoas, determinando as concentrações de
ferro (Fe), cobre (Cu), manganês (Mn), zinco (Zn), cádmio (Cd) e crômio (Cr). Foram selecionadas 2 áreas para as coletas das ostras-de-mangue, a primeira área está localizada no município de Marechal Deodoro margeando a Laguna Mundaú (litoral sul) e a segunda área está localizada no município de Maceió margeando o rio Meirim no povoado de Pescaria (litoral norte). Foi realizada uma coleta durante a estação chuvosa e outra na estação seca. Em cada coleta foram retiradas sete amostras, em sete pontos diferentes, aonde cada amostra contém quatro ostras. No laboratório as ostras foram secas à 105 °C durante 72 horas e em seguida maceradas utilizando um almofariz e um pilão. Em seguida foi digerida com 10 mL de uma água régia, solução compreendendo uma combinação de ácido nítrico e ácido clorídrico na proporção de 4:1, incialmente em 1h à temperatura de 40° C, seguida por 3 horas a 140ºC. A solução resultante obtida ao final foi filtrada através de 1 papel de filtro. Por fim, as amostras preparadas foram analisadas quanto a concentração de Fe, Mn, Cu, Zn, Cd e Cr utilizando um espectrofotômetro de absorção atômica de chama. Depois os dados foram apresentados em micrograma por grama (µg.g-1). Os resultados obtidos indicam a possibilidade de contaminação nos ambientes
pesquisados no que se refere a legislação brasileira para Cd e Zn. No que se refere a significância estatística, pode-se observar que esta ocorre entre os períodos seco e chuvoso para Cu e Zn e nas localidades para Fe, Mn e Cr. Conclui-se, que a ostras C. rhizophorae proveniente dos estuários da Lagoa Mundaú e a do estuário do rio Meirim apresentaram concentrações relevantes de todos os metais propostos na pesquisa, isso demostra seu caráter acumulador e bioindicador.
ABSTRACT
Mangroves are tropical and subtropical flooded forests that generally develop in estuarine areas over unstable sediments protected from the action of waves in the intertidal zone with an environment characterized by the association of trees and shrubs (Rhizophora mangle, Avicennia sp.), As well as some grasses ( Spartina sp.), All halophytic plants. There are countless ways to identify pollution of ecosystems, one of these ways is the identification of metals. Bivalve molluscs are widely used as indicators of trace element pollution because they are widely distributed in coastal ecosystems that are more susceptible to pollution. The objective of this study was to evaluate the levels of heavy metals that are absorbed by mangrove oysters, Crassostrea rhizophorae, in estuarine systems on the coast of Alagoas, determining the concentrations of iron (Fe), copper (Cu), manganese ( Mn), zinc (Zn), cadmium (Cd) and chromium (Cr). Two areas were chosen for the collection of mangrove oysters. The first area is located in the municipality of Marechal Deodoro bordering Laguna Mundaú (south coast) and the second area is located in the municipality of Maceió bordering the river Meirim in the village of Pescaria (North Coast). A collection was carried out during the rainy season and another during the dry season. In each collection, seven samples were collected, at seven different points, where each sample contained four oysters. In the laboratory the oysters were dried at 105 ° C for 72 hours and then macerated using a mortar and pestle. It was then digested with 10 ml of a standard water solution comprising a combination of 4: 1 nitric acid and hydrochloric acid, initially in 1h at 40 ° C, followed by 3 hours at 140 ° C. The resulting solution obtained at the end was filtered through filter paper. Finally, the samples prepared were analyzed for the concentration of Fe, Mn, Cu, Zn, Cd and Cr using a flame atomic absorption spectrophotometer. Then the data were presented in microgram per gram (μg.g-1). The results indicate the possibility of contamination in the researched environments with regard to the Brazilian legislation for Cd and Zn. As regards statistical significance, it can be observed that this occurs between dry and rainy periods for Cu and Zn and in the localities for Fe, Mn and Cr. It is concluded that the C. rhizophorae oysters from the estuaries of the Mundaú Lagoon and the estuary of the Meirim River presented relevant concentrations of all the metals proposed in the research, which demonstrates their accumulating and bioindicator character.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO...13
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...15
2.1 Floresta de Mangue...15
2.2 Ostra-mangue (Crassostrea rhizophorae) ...18
2.3 Metais pesados...20
3 MATERIAL E MÉTODO...23
3.1 Identificação das áreas de manguezal...23
3.2 Coleta das amostras...24
3.3 Preparo das amostras...24
3.4 Análise Estatística...25
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO...26
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS...31
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1 INTRODUÇÃO
Os manguezais são florestas inundadas tropicais e subtropicais que se desenvolvem geralmente em áreas estuarinas sobre sedimentos instáveis protegidos da ação das ondas na zona intertidal (ELABIE et al., 2006). Entretanto para Aguirre Rubí et al. (2017), os manguezais fazem parte de um ecossistema costeiro de transição altamente complexo que incluem 0,7% das florestas tropicais com um forte relacionamento com habitats vizinhos. Estas são detentoras de uma rica estrutura peculiar que abriga uma grande variedade de plantas, animais e microorganismos. Os manguezais também funcionam como berçário e ponto de alimentação para várias espécies de peixes tendo, dessa forma, papel fundamental na sustentabilidade de comunidades pesqueiras (QUERINO; MOURA; QUERINO, 2013).
Por apresentar um território com predominância em região tropical, o Brasil apresenta uma grande extensão de manguezais, isso justifica a grande riqueza em espécies pesqueiras na costa brasileira. Segundo Aguirre Rubí et al. (2017), Nas últimas quatro décadas, os ecossistemas de manguezal do mundo, foram severamente impactados por uma combinação de fatores naturais e antropogênicos. Eles têm sido alvo, principalmente quando próximos de áreas urbanas, de uma crescente pressão antrópica, que acaba alterando sua qualidade e comprometendo a saúde do ecossistema como um todo, com forte impacto na biota local. Os principais fatores são o desmatamento para projetos industriais, urbanísticos e turísticos e a contaminação por esgotos, resíduos da aquicultura e substâncias químicas (BELARMINO et al., 2014).
Existem inúmeras maneiras de se identificar a poluição de ecossistemas, uma dessas formas é a identificação de metais. Alguns metais são classificados como elementos traço, indispensáveis à vida animal e vegetal, pois ocorrem em concentrações muito baixas, no organismo, podem participar de processos fisiológicos, como é o caso dos elementos essenciais, por exemplo, cobre e zinco e que, no entanto, quando em níveis elevados, tornam-se prejudiciais. Metais, naturalmente encontrados no ambiente, como o mercúrio, o cádmio, o chumbo e o arsênio são considerados não essenciais devido à sua alta toxicidade (são capazes
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Devido à capacidade de bioconcentrar elementos traço e compostos orgânicos, certos organismos aquáticos vêm sendo utilizados nos últimos anos como biomonitores da poluição em ambientes costeiros. Alguns desses organismos são migradores, o que os torna pouco úteis no estudo da contaminação de uma determinada área. Outros, como os moluscos bivalves, vivem quase sempre fixos a um determinado substrato, sendo, portanto excelentes indicadores ambientais (CASTELLO, 2010).
Moluscos bivalves são amplamente usados como indicadores de poluição por elementos traço por apresentarem grande distribuição nos ecossistemas costeiros que são mais suscetíveis à poluição, são abundantes e de fácil coleta e são organismos sésseis com um baixo nível de atividade enzimática, assim atuam menos no metabolismo desses poluentes. Além disso, estes organismos despertam grande interesse econômico por serem utilizados pelo homem como fonte de alimento. Vários autores têm usado moluscos bivalves em estudo de bioacumulação e no monitoramento da contaminação ambiental (OTCHERE; JOIRIS; HOLSBEEK, 2003). Os elementos Ferro (Fe), Zinco (Zn), Cobre (Cu), Manganês (Mn), Cádmio (Cd) e Crômio (Cr) foram escolhidos por estarem normalmente associados à poluição industrial, agrícola e urbana, sendo potencialmente tóxicos em função de sua forma química e concentração no meio. Assim sendo, o presente estudo teve por objetivo avaliar os níveis de metais traço que são absorvidos pelas ostras de mangue,
Crassostrea rhizophorae, em sistemas estuarinos no litoral de Alagoas, determinando
as concentrações de ferro, cobre, manganês, zinco, cadmio e crômio, também analisar e correlacionar as possíveis variações das concentrações de elementos nos tecidos mole das ostras com as variações do índice de condição e com as variações sazonais. Ainda serão relacionados as possíveis diferenças na contaminação das ostras dos dois sistemas com as atividades antrópicas específicas a que estão sujeitos e verificar se essas concentrações estão dentro do limite permitido para consumo humano pela legislação brasileira.
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2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1. Floresta de Mangue
Há 3.200 anos o ambiente de mangue foi mencionado pela primeira vez na literatura por Neárchos, durante sua viagem entre os rios Eufrates e Tigre. A palavra mangue origina-se do wolof, língua nacional do Senegal, onde significa manguezal, sendo a pronúncia exatamente igual à do português (GOMES, 2002).
Ambiente de manguezal é caracterizado pela associação de árvores e arbustos (Rhizophora mangle, Avicennia sp.), além de algumas gramíneas (Spartina sp.), todas plantas halófitas, que se desenvolvem em planícies de marés protegidas margeando lagunas e estuários de regiões quentes úmidas. Os substratos desses ambientes são, em geral, lamosos e ricos em matéria orgânica (FERREIRA, 2002). Segundo Querino et al. (2011), manguezais são encontrados ao longo das costas tropicais e subtropicais e são considerados as únicas florestas que se desenvolvem em ambientes halófilos
Figura 01 – Floresta de Manguezal - Complexo Lagunar Mundaú/Manguaba –
Área de coleta.
Fonte: Autor
Existem diversas possiblidades de definir uma floresta de manguezal (figura 01), porém de forma geral, são espécies estuarinas, localizadas em ambientes
fluvio-16
De importância social, econômica e ecológica reconhecida, os manguezais são ecossistemas costeiros em ambientes caracterizados pela alta salinidade, periodicamente inundados pela maré de baixa oxigenação e por solo lodoso de transição entre ambientes marinhos e terrestres. Sua vegetação apresenta adaptações específicas que permitem desenvolver-se em ambientes de alta salinidade (MADI; BOEGER; REISSMANN, 2015).
São ecossistemas extremamente importantes para a sociedade, mas também para o ambiente do ponto de vista biológico. Segundo Domingos et al. (2006), “As regiões estuarinas são extremamente importantes do ponto de vista biológico, pois apresentam alta riqueza de espécies e podem ser consideradas como “berçário” para diversas espécies marinhas, tanto pela proteção quanto pela grande disponibilidade de nutrientes”.
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O mangue vermelho, gênero Rhizophora (Família Rhizophoraceae), são árvores médias ou arbustos que encontra-se nas franjas em contato com o mar, na embocadura de alguns rios e baías interiores. Essa espécie é distinguível facilmente pelas ramificações peculiares dos caules de sustentação, ramificadas, curvas e arqueadas. Os ramos são carnosos cilíndricos (raízes aéreas). Essa espécie tolera salinidades altas devido a um sistema capaz de literalmente filtrar a água salgada durante o processo de absorção de sais pela raiz (FIRME, 2003).
No que se refere ao mangue preto, gênero Avicenna (Família Verbenaceae), ocupa terrenos da zona entremarés. Essas plantas toleram salinidades intersticiais muito mais altas que os demais gêneros de manguezal. O sistema radicular é muito ramificado horizontalmente com ramos com mais de 5m de comprimento e profundidade não superior a 0,5m (FRUEHAUF, 2005).
E por fim, o mangue branco, gênero Laguncularia Família Combretaceae, é conhecida popularmente por mangue manso, sua ocorrência no litoral brasileiro vai desde o Amapá até Santa Catarina. É a única espécie existente neste gênero no Brasil, é uma árvore de grande porte chegando atingir até 20 m de altura, porém, algumas vezes pode ser encontrada em forma de arbusto, nascem nas margens e no interior dos manguezais. Possuem folhas simples com filotaxia oposta, pecioladas, espessas e coriáceas, oblongas ou elípticas, com ápice arredondado e emarginado, medindo entre 4-11 cm de comprimento e 4-5 cm de largura, pecíolo vermelho com duas glândulas na parte superior, as folhas sobre os galhos estão orientadas verticalmente e são de cor verde-grisáceo mais clara na parte abaxial. O mangue branco possui geotropismo negativo, e em seu sistema radicular que se forma perpendicular à superfície do solo, desenvolvem-se pneumatóforos, que são expansões das raízes que tem a função de efetuar as trocas gasosas (PRÍSCILA et al.,2009).
A degradação dos estuários e dos mangues do litoral brasileiro decorre de uma ação conjunta de várias causas e fatores resultantes de um modelo econômico de ocupação do espaço litorâneo marcado pelos processos de implantação de grandes pólos químicos, petroquímicos e minerometalúrgicos em áreas estuarinas, expansão urbana e a especulação imobiliária (FIRME, 2003). Segundo Querino et al. (2011), no
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No que se refere a ocupação urbana, a expansão imobiliária, onde novos condomínios são criados a beira-mar, e hoteleira é uma das maiores responsáveis pelo processo de degradação do manguezal devido a beleza do ambiente. Deve-se considerar também a ausência de políticas públicas adequadas, no que se referem ao recolhimento do lixo, muitas vezes obrigando a população próxima e despejar seu lixo nos ambientes estuarinos, além da pesca e da cata de espécies da variada fauna dos manguezais, são vários os registros da utilização de sua mata na forma de carvão e lenha.
2 2 Ostra-mangue (C. rhizophorae)
No Brasil existem pelo menos duas espécies de ostras nativas de interesse comercial, Crassostrea rhizophorae (Figura 03) e C. brasiliana. A classificação das mesmas é alvo de controvérsia, pois já foram consideradas sinônimas, sendo atualmente consideradas espécies distintas. Em resumo, as ostras são comumente encontradas nas regiões compreendidas entre a faixa inferior da região entre-marés e o infralitoral de estuários rasos e protegidos. (EM; AMBIENTES; ESTADO, 2008).
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Evidência genética e bioquímica apoiam a existência de duas espécies nativas de Crassostrea, identificadas como C. brasiliana e C. rhizophorae, ao se usar ambas as evidências moleculares e análises cariatológicas, se descobriu a presença de duas espécies da costa Sul Americana, nomeadamente Crassostrea gasar e C. rhizophorae (DE MELO et al., 2010).
No que se refere a sua distribuição, a Crassostrea rhizophorae, tem ampla incidência na Améria do Sul, segundo Brandão; Boehs; Silva (2013), Crassostrea
rhizophorae popularmente conhecida como a ostra de mangue, é naturalmente
distribuída do Caribe ao Uruguai.
Considerando a estrutura morfológica, concha das ostras do gênero
Crassostrea é relativamente fina, com a valva direita maior e escavada e a esquerda
se encaixando nesta e a cicatriz muscular, fruto da presença de um único músculo adutor (condição monomiária), localiza-se nas proximidades da margem dorsal da concha (CLÍNICOS; À, 2010).
A ostra Crassostrea rhizophorae é um dos bivalves mais comuns e abundantes que habitam os ecossistemas de mangue. A espécie é comumente unida às raízes do manguezal vermelho Rhizophora mangle e é comercialmente explorada tanto da extração natural como cultivada (INVESTIGACIONES; GUAYANA, 2007).
As ostra - mangue tem sua alimentação basicamente o fictoplânction, como a ostra é biofiltrante, o restante de sua alimentação é satisfeita através de substâncias orgânicas suspensas na água. O crescimento das ostras está diretamente interligado a quantidade de alimentos disponíveis no ambiente, entretanto outros fatores podem influenciar no seu crescimento como a temperatura, salinidade, tempo de imersão e a genética.
Quando se refere a sua reprodução, as ostras do gênero Crassostrea são ovíparas e hermafroditas sequenciais, sem dimorfismo sexual e apresentam fecundação externa seguida de desenvolvimento larval planctotrófico. A maioria dos juvenis alcança a maturidade sexual antes dos 30 mm, aproximadamente 120 dias após a fixação. As ostras fêmeas adultas do gênero Crassostrea podem liberar até meio bilhão de oócitos por período de desova (CLÍNICOS; À, 2010)
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fixação, ocorre o assentamento final, através da secreção de cimento liberada pela glândula do bisso, ocorrendo a fixação definitiva em substrato duro. A mudança de larva para ostra juvenil começa imediatamente. Durante a metamorfose, os órgãos larvais desaparecem, o pé é reabsorvido e o músculo retrator do velum desaparece, pondo fim à fase larval (CHRISTO, 2006).
Portanto, a ocorrência de larvas no plâncton serão influenciados por uma série de fatores como: características físicas e químicas do ambiente, disponibilidade de alimento, predação ou doenças, correntes, transporte ativo e presença de substratos apropriados para fixação. Desta forma, o crescimento e disseminação das ostras – mangue está associado a uma diversidade de sequências fatoriais, que pode ser interrompida devido ao desequilíbrio ambiental podendo por a sobrevivência da espécie em risco.
2 3 Metais pesados
Os metais pesados são quimicamente definidos como um grupo de elementos situados entre o Cobre (Cu) e o Chumbo (Pb) na tabela periódica. Estes metais são quimicamente muito reativos e bioacumulativos, ou seja, o organismo não e capaz de elimina-los de uma forma rápida e eficaz, tal designação deriva do fato de apresentarem um elevado número atômico e não propriamente devido a sua densidade. (ROCHA, 2009). Segundo a IUPAC existe uma ampla tentativa de conceituar e definir o termo “metal pesado”, porem cada “metal” deve ser estudado separadamente de acordo com suas características químicas, biológicas e propriedade toxicológicas (DUFFUS, 2004).
Diante da ausência de definição, podem-se utilizar a expressão “metal pesado” aos elementos que tem densidade maior que 5 g/cm³ ou que possuem número atômico superior a 20. Além disso, possuem características próprias como aparência brilhante, bons condutores de eletricidade e, geralmente, participam de reações químicas com íons positivos de enzimas no metabolismo, sendo conhecidos também
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através de resíduos originados de atividades urbanas, como esgoto, efluentes industriais ou atividades rurais através de fertilizantes ou mineração.
Os efeitos tóxicos dos metais pesados são determinados pelo índice e o alcance com que os metais ou compostos se convertem em uma forma biodisponível. Ao ingressar no ambiente, os íons livres do metal podem ligar-se com matéria orgânica, reduzindo à quantidade que está biodisponível (MUNIZ; OLIVEIRA-FILHO, 2008).
A agricultura, por exemplo, constitui uma das mais importantes fontes não pontuais de poluição por metais em corpos d’água. As principais fontes liberadoras são os fertilizantes (Cd, Cr, Pb, Zn), os pesticidas (Cu, Pb, Mn, Zn), os preservativos de madeira (Cu, Cr) e dejetos de produção intensiva de bovinos, suínos e aves (Cu, As, e Zn). Além disso, os metais lançados no solo, a partir desta atividade são carreados para os rios pelo escoamento de águas superficiais provenientes das chuvas, persistindo no meio aquático por apresentar forma livre, ou iônica, o que facilita seu acúmulo nos tecidos principalmente dos peixes (LIMA, 2013).
Nos centros urbanos a contaminação ocorre em virtude dos despejos industriais em efluentes líquidos e solo, e o destino incorreto do lixo em geral. Segundo Rattner et al. (2009) a poluição de rios, lagos, zonas costeiras e baías tem causado degradação ambiental contínua por despejo de volumes crescentes de resíduos e dejetos industriais e orgânicos. O lançamento de esgotos não tratados aumentou dramaticamente nas últimas décadas, com impactos eutróficos severos sobre a fauna, a flora e os próprios seres humanos (TADEU, 2010).
A presença de metais em um corpo d’água afetam os seres deste ecossistema pela própria toxidade e por ser bioacumulador. Esses metais são depositados, além da água, também nos mais variados organismos vivos. Segundo Park et al. (2016), a poluição das águas por metais pesados descarregados da indústria, tornaram-se um problema mundial nos últimos anos, na maioria das espécies os metais pesados tem efeitos tóxicos e se acumulam na biota.
No entanto, nem todo o metal é prejudicial ao organismo. Existem determinadas doses que são essenciais para os sistemas biológicos. Estas doses se designam por micronutrientes, como e o caso do zinco, do magnésio, do cobalto e do ferro. Assim,
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essenciais e simultaneamente micro-contaminantes: crômio, zinco, ferro, cobalto, manganês e níquel (ROCHA, 2009).
E por fim, tem o chumbo, o mercúrio e o cadmio são metais que não existem naturalmente em nenhum organismo e também não tem função nutricional, desta forma qualquer concentração desses metais em organismos vivos se torna prejudicial. Para a descontaminação de áreas afetadas por grandes concentrações de resíduos que contêm metais pesados, técnicas de remediação podem ser aplicadas. No caso dos efluentes líquidos, para remover metais pesados vem-se utilizando técnicas cada vez mais avançadas que dispõem de aparatos tecnológicos com base em dinâmicas atuais de renovação das tecnologias. O primeiro passo é a identificação das áreas contaminadas, o segundo é a adequação de um método eficaz para remover o metal toxico da área detectada. A remoção dos metais pesados de efluentes hídricos é realizada através de processos como adsorção com carvão ativado, trocas iônicas, utilização de microrganismos, entre outros (TADEU, 2010). Para Park et al. (2016), o carvão ativado é ideal para remover contaminantes da água, entretanto é dispendioso.
Desta forma pode-se utilizar o biochar, o termo biochar, resulta da junção de biomassa mais carvão, em inglês. Para Ahmad et al. (2014), o uso de biochar como sorvente para tratamento de águas residuais, contendo metais pesados, é uma tecnologia de tratamento emergente e promissora. Park et al. (2016), afirma que o Biochar poderia potencialmente substituir carbonos ativados à base de carvão e coco como adsorvente de baixo custo para contaminantes. O biochar requer menos investimento, é menos carbonizado (mais hidrogênio e oxigênio permanecem em sua estrutura) do que ativados de carbono.
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3 MATERIAL E MÉTODO
3 1 Identificação das áreas de manguezal
Foram selecionadas 2 áreas para as coletas das ostras-de-mangue,
Crassostrea rhizophorae, em pontos ao longo do litoral do estado de Alagoas.
A primeira área (Figura 04) está localizada no município de Marechal Deodoro margeando a Laguna Mundaú nas proximidades da ponte Divaldo Suruagy, com coordenadas de 9°69'66.93"S e 35°78'57.87"W, denominado Complexo Estuarino Lagunar Mundaú/Manguaba (CELMM). A segunda área (Figura 05) está localizada no município de Maceió margeando o rio Meirim no povoado de Pescaria nas proximidades da Associação Atlética Banco do Brasil (AABB), com coordenadas 9°32'26"S e 35°37'14.38". As duas áreas se caracterizam por apresentar um relevo de planície litorânea e um clima tropical úmido contendo uma estação chuvosa e outra seca durante o ano.
Figura 04 Mapa exibindo a área de estudo e o local de coleta das amostras no CELMM
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Figura 05 - Mapa exibindo a área de estudo e o local de colata das amostras no Rio
Meirim (Google Mapas, 2017). 3 2 Coleta das amostras
As ostras que ficam presas em raízes de Rhizophora mangle foram retiradas manualmente, com o auxílio de espátulas. As amostras foram coletadas na maré baixa, na altura média do substrato. Foram realizadas uma coleta durante a estação chuvosa e uma coletada na estação seca. Em cada coleta foram retiradas sete amostras, em sete pontos diferentes, onde cada amostra contém quatro ostras de tamanhos que variam de 3,0 a 5,0 cm, uma vez que o tamanho da amostra afeta as concentrações de metais em bivalves (YAP; AZMIZAN; HANIF, 2011).
3 3 Preparo das amostras
Após a coleta, as amostras foram colocadas em sacos plásticos, identificadas e armazenadas em isopor com gelo até a chegada ao laboratório. No laboratório, as
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O procedimento analítico foi executado seguindo a metodologia segundo YAP, AZMIZAN e HANIF (2011). As ostras foram secas à 105 °C durante 72 horas e em seguida maceradas utilizando um almofariz e um pilão. Em seguida foi digerida com 10 mL de água régia, solução compreendendo uma combinação de ácido nítrico e ácido clorídrico na proporção de 4:1, incialmente em 1h à temperatura de 40° C, seguida por 3 horas a 140ºC. A solução resultante obtida ao final foi filtrada através de 1 papel de filtro (YAP; AZMIZAN; HANIF, 2011).
Por fim, as amostras preparadas foram analisadas quanto a Fe, Mn, Cu, Zn, Cd e Cr utilizando método Mehlich e analisados por meio de espectrometria de absorção atômica com aparelho da Marca Analytik Jena modelo novA A300. Depois da conversão, os dados foram apresentados em micrograma por grama (µg.g-1) (YAP;
AZMIZAN; HANIF, 2011).
3 4 Análise Estatística
Os dados obtidos foram submetidos a análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste LSD de Fisher a 5% de probabilidade. As análises foram realizadas utilizando-se o software Genes (CRUZ, 2013; 2016)
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4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
As médias das concentrações dos metais Fe, Mn, Cu, Zn, Cd e Cr, nas duas regiões pesquisadas, tanto na estação seca, quanto na chuvosa são mostradas nas tabelas 1 e 2. De forma geral, as concentrações de Fe, Cu, Zn, Cd, Cr, e Mn no CELMM no período seco variaram de 3.7 a 14.9, 0.18-0.42, 8.7-11.2, 0.06-0.19, 0.02-0.8 e 0.26-0.98, e no período chuvoso 2.9-6.1, 0.19-0.43, 5.78-7.58, 0.01-0.14, 0.04-0.31 e 0.15-0.34, respectivamente. Já na região do rio Meirim na estação seca os valores variaram de 4.0-7.8, 0.17-0.42, 9.8-11, 0.08-0.14, 0.06-0.3 e 0.16-0.50, e na chuvosa 2.6-4.8, 0.16-0.32, 6.2-7.7, 0.02-0.17, 0.03-0.14 e 0.15-0.29. De forma geral, as médias seguiram a ordem Zn >Fe > Mn >Cu> Cr >Cd no CELMM e Zn >Fe > Cu >Mn >Cr >Cd no rio Meirim.
Tabela 1. Comparação entre as concentrações de metais pesados – Litoral Sul e
Norte de Alagoas (concentração de massa seca medido em µg.g-1, com ± significando
o desvio padrão),2017.
Médias seguidas da mesma letra na coluna não diferem estatisticamente pelo teste LSD de Fisher a 5% de probabilidade.
Tabela 2. Comparação entre as concentrações de metais pesados no período seco e
chuvoso (concentração de massa seca medido em µg.g-1, com ± desvio padrão), 2017.
Metais Seca Chuvosa
Fe 219,08±108,44a 262,15 ±93,05a
Cu 10,48±4,22b 15,79±6,03a
Mn 13,61±5,81a 14,52±5,42a
Zn 357,61±91,44b 457,40±83,00a
Metal Litoral Sul Litoral Norte
Fe 278,06±120,41a 203,18±62,22b Cu 14,33±7,02a 11,93±4,13a Mn 17,20±5,54a 10,92±3,40b Zn 413,58±122,00a 401,43±75,62a Cd 4,65±4,48a 4,21±2,28a Cr 13,14±10,66a 6,38±4,43b
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401,43 µg.g-1), respectivamente, foram inferiores aos estudos de Castello et al. (2010),
na Baía de Paranaguá (PR) e na Baía de Guaratuba (PR), que apresentou níveis de Cu (331,50 µg.g-1 - 121,98 µg.g-1) e Zn (2751,03 µg.g-1 - 1531,34 µg.g-1) como também
para Amado Filho et al. (2008), em Botelho (BA) e em Tapera (BA), onde os resultados para Cu foram de 276,1 µg.g-1 - 526,1 µg.g-1 e para Zn (2099 µg.g-1 – 4733 µg.g-1). O
mesmo ocorreu com Alfonso et al. (2013), em Buche (Venezuela) e Mochima (Venezuela), para Cu (83 µg.g-1 – 31,6 µg.g-1) e para Zn (876,5 µg.g-1 – 719,3 µg.g-1).
Entretanto, exclusivamente para o Zn (413,58 µg.g-1 – 401,43 µg.g-1), os dados
aqui obtidos foram superior a Días Rizo et al. (2010), no Golfo de Guacanayabo (164 µg.g-1) e também a Wanick et al. (2012), em Paraty (RJ) (256,5 µg.g-1).
A presença de Cu e Zn no ambiente, mais especificamente na ostra-mangue pode estar associada a fontes natural e a antrópicas. De forma natural, esses metais são encontrados nas rochas e sedimentos onde a forma de liberação poderá variar de acordo com a mudança de região. Para Aguirre Rubí et al. (2017), a liberação desses metais se tornam mais elevadas na estação chuvosa devido ao aumento da deposição de sedimentos. Na forma antrópica, segundo Aguirre Rubí et al. (2017), o escoamento urbano, os esgotos e os efluentes industriais podem representar a principal fonte.
De acordo com o Decreto 55871/65, Brasil, Ministério da Saúde (1965), que determina limite máximo para consumo de 50 µg.g-1 e 30 µg.g-1, para Zn e Cu
respectivamente, o resultado encontrado para Cu se encontra satisfatório, entretanto para Zn foi significamente elevado, que pode ser um indicativo de contaminação ambiental. Segundo Lima et al. (2015), a ingestão do Zn, acima do limite, pode causar danos a saúde humana, como fisionomia empaledecida, diarreia e anemia.
No caso do Cd a média das concentrações encontradas foram de 4,65 µg.g-1 e
4,21 µg.g-1 para o CELMM e o rio Meirim, respectivamente. Esses valores se
assemelham ao encontrado por Wanick et al. (2012), em Paraty (RJ) (4,4 µg.g-1).
Porém, são inferiores a Frías Espericueta et al. (2008), em Altata-Ensenada del Pabellón (México) (6,47 µg.g-1), e para Burioli et al. (2017) na Costa da Itália (0,23
µg.g-1) e superiores a Mok et al. (2015), na Costa da Coréia do Sul (0,59 µg.g-1) e para
Da Araújo et al. (2016) na Baia de Aratu (BA) (0,44 µg.g-1).
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ostras são excelentes bioindicadores de poluição ambiental. Segundo Lima et al. (2015), a contaminação pelo Cd pode causar, no ser humano, disfunção renal, distúrbios imunológicos, efisema pulmonar e osteoporose.
No que se refere ao Cd, a RDC Nº 42/2013, que dispõe sobre o Regulamento Técnico MERCOSUL, Brasil, Ministério da Saúde (2013), sobre os limites máximos de contaminantes inorgânicos em alimentos, estabelece para moluscos bivalves o limite máximo de 2 µg.g-1. Os valores aqui encontrados são mais que o dobro nos dois
ambientes estudados, sugerindo que o ambiente esta sendo contaminado, principalmente por ação antrópica.
Para Cr, as concentrações encontradas foram de 13,14 µg.g-1 e 6,38 µg.g-1 para
o litoral sul e norte de Alagoas, respectivamente. Os valores são superiores a Amado-Filho et al. (2008) e Alfonso et al. (2013), em Buche (Venezuela) e Mochima (Venezuela), como também para Mok et al. (2015) na Costa da Coréia do Sul.
Com relação ao Mn, foram encontrados concentrações de 17,20 µg.g-1 e 10,92
µg.g-1 para o litoral sul e norte de Alagoas, respectivamente. Resultados semelhantes
aos encontrados por Amado-Filho et al. (2008), em Botelho (BA) e em Tapera (BA) e também por Alfonso et al. (2013), Mochima (Venezuela), mas foi inferior a Alfonso et al. (2013), em Buche (Venezuela).
Em relação a presença de Fe (278,06 µg.g-1 – 203,18 µg.g-1) resultado
semelhante foi encontrado por Amado-Filho et al. (2008), em Botelho (BA), a Alfonso et al. (2013), Mochima (Venezuela) e foi e inferior a Amado-Filho et al. (2008), e em Tapera (BA) e superiores a Días Rizo et al. (2010), no Golfo de Guacanayabo, a Alfonso et al. (2013), em Buche (Venezuela).
Os elementos Cr, Mn e Fe são encontrados de forma natural na composição das rochas e de forma artificial através da ação antrópica, na presença de esgotos, lixo e indústrias e na utilização de fertilizantes. A ausência de valores norteadores na legislação brasileira para o Cr, Mn e Fe em moluscos bivalves, impossibilita a indicação ou não de contaminação. A ingestão desses metais a níveis elevados,
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que ocorra uma maior concentração de Cu e Zn na estação chuvosa, devido a uma elevada quantidade de matéria suspensa nessa estação, contribuindo para aumentar a captação e acumulação desses metais.
Considerando os locais, ocorreu significância estatística para Fe, Mn e Cr, onde observou-se uma maior concentração no litoral sul em relação ao litoral norte, para os três metais citados (gráfico 1). Estes resultados sugere que o ambiente do litoral sul se apresenta com índices de poluentes superiores ao do litoral norte.
Em relação ao Cr, ocorreu um desvio padrão superior a média nos períodos pesquisados. Este valor ocorreu devido algumas amostras apresentarem resultados com acúmulos deste metal, muito distante entre elas. Este resultado pode ser entendido quando definimos desvio padrão que segundo Martins et al. (2013), onde desvio padrão de uma amostra de dados, de tipo quantitativo, é uma medida de dispersão dos dados relativamente à média, que se obtém tomando a raiz quadrada da variância amostral.
Gráfico 1. Comparação entre as concentrações de metais pesados – Litoral Sul e
Norte de Alagoas (concentração de massa seca medido em µg.g-1), 2017.
Fe Cu Mn Zn Cd Cr 0 100 200 300 400 500 600 a a a Sul g g -1 Norte b b a b Fe Cu Mn Zn Cd Cr 0 100 200 300 400 500 600 a a a a a a g g -1
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Gráfico 2. Comparação entre as concentrações de metais pesados no período seco
e chuvoso (concentração de massa seca medido em µg.g-1), 2017.
Fe Cu Mn Zn Cd Cr 0 100 200 300 400 500 600 a a a a a a a b b a g g -1 Seca Fe Cu Mn Zn Cd Cr 0 100 200 300 400 500 600 a a g g -1 Chuvosa
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5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conclui-se, por meio do estudo realizado, que a ostras Crassostrea rhizophorae proveniente dos estuários da Lagoa Mundaú (Litoral sul), Marechal Deodoro/AL e a do estuário do rio Meirim (Litoral norte) em Maceió/AL apresentaram concentrações de todos os metais propostos na pesquisa, isso demostra seu caráter acumulador e bioindicador.
Observou-se que Zn e Cd apresentaram resultados acima da legislação brasileira, constatando que os dois ambientes encontram-se contaminados, sugerindo um desequilíbrio ambiental naqueles ecossistemas. Com exceção do Cu que apresentou índices abaixo dos limites da legislação brasileira.
No que se refere a Cr, Mn e Fe, a ausência de parâmetros na legislação impossibilita da indicação de contaminação dos ecossistemas. Mesmo considerados micronutrientes importantes para a vida dos seres vivos, estes podem ser prejudicial ao ambiente e à saúde se encontrados em altas concentrações.
Considerando que os metais pesados quando encontrados nos ecossistemas promovem um desequilíbrio ambiental, sugere-se que estudos de biomonitoramento sejam periodicamente realizados visando ações de preservação, conservação e recuperação, bem como subsidiar estudos relacionados com o risco a saúde humana.
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