Macroinvertebrados bentônicos : estratégia de monitoramento para a gestão de recursos hídricos

Abstract

Resumo: A gestão da água deve ser realizada de forma sistemática, isto é, associando qualidade e quantidade. Para avaliação destes dois aspectos é necessário que seja realizado o monitoramento. Em geral programas de monitoramento consideram parâmetros físicos, químicos e vazão. Esta abordagem tradicional fornece informações do instante da coleta, "uma fotografia", da qualidade naquele exato momento. Contudo, pouco se sabe sobre variações temporais que ocorrem em ambientes aquáticos entre os períodos de amostragem. A obtenção destes dados temporais pode ser realizada por meio do uso de sensores automáticos. No entanto, a instrumentação de bacias hidrográficas é custosa e há uma limitação de parâmetros que podem ser obtidos por sua aplicação. Uma alternativa que pode ser empregada para avaliação da qualidade da água, inclusive temporal, é o biomonitoramento. O biomonitoramento consiste em inferir características qualitativas de corpos aquáticos a partir da avaliação da fauna e flora. Portanto, diversos organismos podem ser empregados e esta escolha se dá em função do objetivo do monitoramento. Para a avaliação da qualidade da água, um dos grupos mais indicados são os organismos bentônicos, por apresentarem características interessantes como baixa mobilidade ou sedentarismo e longo ciclo de vida. Podendo constituir uma ferramenta interessante para os gestores de recursos hídricos. Desta forma, a hipótese desta tese é que as alterações sobre a qualidade da água modificam a estrutura da comunidade de macroinvertebrados bentônicos e estes organismos podem indicar o nível de degradação e as variações temporais que ocorrem em corpos aquáticos. A abordagem metodológica teve como atividades o monitoramento físico e químico de parâmetros de qualidade da água e do sedimento, além da coleta de macroinvertebrados bentônicos. A Bacia do rio Iguaçu foi adotada como estudo de caso, foram amostrados dezesseis pontos no ambiente lótico, além de quatro reservatórios. A Bacia do rio Iguaçu apresenta diferentes fontes e magnitudes de impactos. No trecho pertencente a RMC, na Bacia do Alto Iguaçu, o rio encontra-se altamente degradado principalmente pelo aporte de matéria orgânica, enquanto nas sub-bacias do Médio e Baixo Iguaçu, o impacto difuso predomina. Os resultados dos parâmetros monitorados indicaram o elevado comprometimento na qualidade da 'agua entre os pontos IG-1 a IG-8, sendo que após o IG-9 o rio apresenta qualidade da água compatível com a Classe 2. A avaliação dos nutrientes no sedimento, indicou duas características distintas, em relação a concentração de nitrogênio total. Houve maior variação nos pontos localizados na RMC, indicando que as fontes pontuais colaboraram para o aumento da concentração destes nutrientes. Enquanto os resultados da concentração de fósforo total, apresentaram dispersão ao longo da bacia, provavelmente originado por fontes difusas. O resultado obtido pela fauna bentônica foi sensível a degradação da qualidade da água. Entre as estações IG-1 a IG-7 foram registrados táxons resistentes e tolerantes, enquanto entre as estações IG-8 e IG-9 foram identificados táxons sensíveis. A contaminação orgânica originada pelo efluente de uma estação de tratamento de esgoto e pela introdução de esgoto in natura, também foi corroborada pelos macroinvertebrados bentônicos. Nos reservatórios amostrados (Foz do Areia, Salto Segredo, Salto Santiago e Salto Caxias) foi observado um baixo número de táxons. Em Salto Segredo, os organismos foram relacionados com sedimento rico em matéria orgânicas e ambiente eutrofizado. Enquanto em Salto Caxias, os resultados obtidos pela fauna bentônica indicaram condições oligotróficas e boa qualidade da água. A inferência da qualidade da água a partir do biomonitoramento dos macroinvertebrados bentônicos apresentou resultado satisfatório e coerente com o observado pelos parâmetros físico e químicos. Além disso, a avaliação dos táxons permitiu identificar a variação temporal que ocorreu entre as coletas. Os resultados mais interessantes obtidos para realizar a inferência qualitativa foi a descrição da relação dos táxons identificados com os resultados de qualidade da água, como atributo a densidade de organismos, e a métrica riqueza para avaliação da estrutura da comunidade bentônica.

Abstract: Water management should be performed systematically, that is, considering quality and quantity. To evaluate quality and to quantify it, the monitoring of water quality must be realized. In general, monitoring programs consider chemical and physical parameters and flow. This traditional approach provides instant information such as "a photographic"of water quality. However, there is little information known about temporal variations in aquatic environments considering the sampling period. Achieving these temporal data can be accomplished by using automatic sensors, but the instrumentation is expensive and there is a limitation parameter that may be obtained by their use. An alternative which can be employed to assess temporal water quality, is biomonitoring. Biomonitoring is applied to infer qualitative characteristics from bodies of water through the assessment of aquatic fauna. Many organisms can be used; benthic macroinvertebrates have been applied successfully to evaluate water quality, because they have important features like low mobility and long life cycles, among others. These two main features are important for evaluating temporal variation in water quality and this information can be an interesting tool for water managers. Thus, the hypothesis of this thesis is that changes in water quality change the composition of the benthic macroinvertebrate community and these organisms can indicate the degradation level and temporal variations in water bodies. The methodological approach included the water quality physical, chemical monitoring parameters, sediments, and collection of benthic macroinvertebrates. The Iguac¸u River Basin was adopted as a case study, where there were sixteen stations sampled in lotic water bodies and four reservoirs in lentic. The Iguac¸u River Basin presents different land uses. In the MAC, the Upper Iguac¸u basin is highly degraded mainly by organic matter input, while the sub-basins of the Middle and Lower Iguac¸u, non-point source predominates. The results of the monitored parameters indicated the water quality has impaired between the IG-1 and IG-8 stations, after the IG-9 the river's water quality was compatible with Class 2. Sediment nutrients data, presented two distinct characteristics. Sediment total nitrogen concentration presented more variance in the stations in the MAC, while the results of the total phosphorus concentration showed lower discrepancy along the Iguac¸u River. The result achieved by the benthic fauna was sensitive to degradation of water quality. Among the IG-1 and IG-7 stations, resistant and tolerant taxa were recorded, while among the IG-8 and IG- 9 stations, sensitive taxa were identified. The Benthic fauna indicated the organic contamination by effluent from a sewage treatment plant and the introduction of raw sewage. At reservoirs a low number of taxa were recorded. In Salto Segredo benthic macroinvertebrates related to rich organic material sediments and eutrophic environments were identified. Whereas, in Salto Caxias, the results obtained by benthic fauna indicated oligotrophic conditions and good water quality. The inference of water quality from the biomonitoring has shown satisfactory and consistent results, corroborating with the water quality data. Beyond the photography, the assessment of taxa showed the temporal variation between samplings. The results support the hypothesis presented in this thesis, the benthic macroinvertebrates allowed for inferences about the temporal water quality variation.