Avaliação do risco de exposição a micropoluentes para a biota do reservatório de Segredo - Rio Iguaçu/PR

Abstract

Resumo: O presente estudo teve como principal objetivo a avaliação dos efeitos dos micropoluentes sobre a saúde das espécies de peixes no Rio Iguaçu, a principal bacia hidrográfica do sul do Brasil. Esse ecossistema aquático continental, é de grande importância ambiental e socioeconômica para o estado do Paraná, mas encontra-se ameaçado por diversas atividades antrópicas. O reservatório hidrelétrico de Segredo, localizado no curso médio do rio, sofre o impacto de atividades urbanas, industriais e agrícolas da região metropolitana de Curitiba e do seu entorno. No Capítulo 1 buscamos avaliar o risco de exposição aos micropoluentes em espécies residentes do reservatório representando diferentes níveis tróficos: Astyanax spp., Hypostomus commersoni e Pimelodus maculatus. Foram consideradas no estudo análises químicas da água, sedimento e órgãos alvos das espécies estudadas bem como múltiplos biomarcadores. No Capítulo 2 e 3, indivíduos juvenis de duas espécies Rhamdia quelen (endêmica) e Oreochromis niloticus (exótica), foram expostos em tanques redes nas mesmas localidades estudadas com as espécies residentes, por dois períodos de seis meses (inverno e verão) e doze meses. Após o período de exposição as mesmas condições avaliadas para o Capítulo 1 foram utilizadas para os Capítulos 2 e 3. No Capítulo 3, foi dado ênfase na avaliação de risco de exposição humana, pois as espécies sentinelas utilizadas são importantes nas atividades de aquacultura em reservatórios do Rio Iguaçu. Os resultados mostraram que as espécies residentes apresentaram níveis mais altos de bioacumulação de micropoluentes nas brânquias que no músculo. Para as espécies sentinelas o DDT foi o destaque no músculo e para metais o fígado, rins, brânquias e músculo foram tecidos alvos importantes. Tanto para as espécies residentes quanto sentinelas foi observada uma relação entre as respostas biológicas com a bioacumulação dos micropoluentes, no entanto, essas respostas foram influenciadas pelo nível trófico dessas espécies e pelo tempo de exposição. Dentre as alterações observadas se destacam os danos no DNA, alterações no sistema antioxidante e lesões histopatológicas. A expressão da metalotioneína aumentou na presença de metais, principalmente nas espécies de bagres P. maculatus e R. quelen. A análise de componentes principais e a resposta integrada de biomarcadores revelaram que a localidade estudada de Floresta apresenta as piores condições ambientais para a biota. Esses dados destacam o risco de exposição a micropoluentes e seus efeitos sobre a saúde da ictiofauna da bacia do Rio Iguaçu, o que acende um alerta para a proteção da biodiversidade endêmica da região. Destaca-se no estudo a vulnerabilidade da espécie residente Astyanax spp e sentinela R. quelen, enquanto a espécie exótica O. niloticus, apesar de mais resistente comparativamente com a espécie nativa R. quelen, mostrou que pode ser afetada se exposta a longo prazo. As análises de risco para exposição humana destacaram a vulnerabilidade principalmente de crianças expostas pelo consumo de peixes. Em resumo, este trabalho disponibiliza informações chaves para compreender o papel dos micropoluentes do Rio Iguaçu na manutenção da sua biodiversidade, e para as políticas de manejo e conservação desse importante ecossistema para o sul do Brasil e a região nordeste da Argentina.

Abstract: The main objective of the present study was to evaluate the effects of micropollutants on the health of fish species in the Iguaçu River, an important hydrographic basin of southern Brazil. This continental aquatic ecosystem is of great environmental and socioeconomic importance for the state of Paraná, but is threatened by a diversity of anthropogenic activities. The Segredo reservoir, located in the middle course of the river, suffers the impact of urban, industrial, and agricultural activities in the Curitiba metropolitan region and its surroundings. In Chapter 1 we sought to evaluate the risk of exposure to micropollutants in resident species of the reservoir representing different trophic levels: Astyanax spp., Hypostomus commersoni and Pimelodus maculatus, applying different biomarkers. Chemical analyses in water, sediment, and target organs of the studied species were considered, as well as multiple biomarkers. In Chapter 2 and 3, juveniles of two species, Rhamdia quelen (endemic) and Oreochromis niloticus (exotic), were exposed in net pens at the same locations as the resident species for two periods of six months (winter and summer) and twelve months. After the exposure period the same conditions evaluated for Chapter 1 were used for Chapters 2 and 3. In Chapter 3, emphasis was given to the human exposure risk assessment because the sentinel species used are important in aquaculture activities in Iguaçu River reservoirs. The results showed that the resident species had higher levels of bioaccumulation of contaminants in the gills than in the muscle. For the sentinel species DDT was the standout in the muscle and for metals the liver, kidneys, gills and muscle were important target tissues. For both resident and sentinel species a relationship was observed between biological responses and micropollutant bioaccumulation, however these responses were influenced by the trophic level of these species and the exposure time. Among the observed alterations were DNA damage, alterations in the antioxidant system, and histopathological lesions. The expression of metallothionein increased in the presence of metals, especially in catfish species P. maculatus and R. quelen. Principal component analysis and integrated biomarker response revealed that the studied Floresta site presents the worst environmental conditions for biota. These data highlight the risk of exposure to micropollutants and their effects on the health of the ichthyofauna of the Iguaçu River basin, which raises an alert for the protection of the endemic biodiversity of the region. The vulnerability of the resident species Astyanax spp. and sentinel R. quelen stands out in the study, while the exotic species O. niloticus, although more resistant compared to the native species R. quelen, showed that it can be affected if exposed in the long term. The risk for human exposure highlighted the vulnerability mainly of children exposed by fish consumption. In summary, this work provides key information for understanding the role of micropollutants in the Iguaçu River in maintaining its biodiversity, and for management and conservation policies for this important ecosystem for southern Brazil and the northeastern region of Argentina.