Diagnóstico das alterações ambientais nos últimos 100 anos de um lago urbano da cidade de Londrina, PR

Abstract

Resumo: Ambientes aquáticos são o destino de uma grande variedade de poluentes. Compostos orgânicos e a maioria dos metais necessitam ser estudados devido a sua característica hidrofílica com a tendência de acumulação no ambiente, por serem transportados à longas distâncias e ainda pela capacidade de provocar efeitos tóxicos em organismos aquáticos. Diagnósticos da qualidade ambiental devem ser capazes de abranger o máximo de parâmetros possíveis e integrarem informações de longa data. A idade de sedimentos recentes pode ser medida pelo 210Pb e associada a análise de marcadores químicos facilita o entendimento da contaminação por longos períodos de tempo, podendo ser correlacionadas as atividades antrópicas ocorridas no entorno do ambiente aquático. Enquanto que a toxicidade das concentrações de marcadores químicos pode ser medida em organismos a nível celular, citando respostas enzimáticas do hepatoma de peixes, a enzima CYP1-A, um organismo teste já conhecido é Poeciliopsis lucida. Além dos marcadores químicos, a análise de metais por longos períodos, resulta em respostas de geoacumulação ocasionadas por fatores externos ao ambiente e atividades antrópicas. Este trabalho avaliou os níveis de contaminação pela ocupação urbana na cidade de Londrina desde o seu estabelecimento, através da análise cronológica por 210Pb, análise geoquímica, análise da geoacumulação e bioensaios in vitro com linhas celulares de fígado de Poeciliopsis lucida (PLHC-1) em extratos de sedimentos de um lago urbano. A datação dos sedimentos de testemunho identificou o período de 1914 a 2012. Para os 16 HPAs prioritários de acordo com a USEPA para monitoramento ambiental o somatório da concentração variou de 242,6 ng.g-1 a 40.775,3 ng.g-1. Os valores das razões entre os compostos identificaram HPAs de origem pirogênica com intervalos intercalados de HPAs de origem petrogênica em baixa intensidade ao longo dos anos de análises. Os testes de bioensaios com amostras que continham HPAs de alto peso molecular identificaram uma indução da Atividade EROD da enzima CYP1-A em PLHC-1, sugerindo conteúdo de poluentes nestes extratos. A concentração dos metais de fonte antropogênica no perfil segue a ordem: Mn>Zn>Cu>Pb>Cr>Ni. Encontrou-se altos índices de geoacumulação pelos metais Pb, Zn, Hg e Mg após a década de 50, enquanto que o Fe, V e Ti possuem origem natural, típico dos solos da região: Latossolos vermelhos com alto teor de argila. Em uma análise holística dos parâmetros, nos primeiros anos de amostragem (de 1914 a 1932) tem-se sedimentos com qualidade não afetada por atividades antropogênicas, na década de 30, as amostras se correlacionam uma vez que este é um período da construção do lago, represado no Ribeirão Cambé, e as demais amostras referentes as datas de 1940 a 2012 com HPAs e metais gerando contaminação nos sedimentos, referente as atividades do desenvolvimentos urbano, como tráfego urbano, atividades agrícolas e atividades industriais. Palavras-chave: geoquímica, geoacumulação, PLHC-1, poluição antropogênica, testemunho, geocronologia.

Abstract: Aquatic environments are the final destination of many pollutants. Organic and inorganic compounds accumulate in sediments, thus it is important to understand their transport over long distances in environment and the ability to exert toxic effects on aquatic organisms. In addition, environmental diagnostic should consider the integration of the maximum number of parameters. For example, geochronology of recent sediment cores, measured by 210Pb decay. Presence of chemical markers in core sediments may be associated with human activities in the surrounding aquatic environment. While toxic effects of concentrations of chemical markers may be measured in the level cells, e.g. enzyme responses hepatoma fish, CYP1-A enzyme, a test organism is already known Poeciliopsis lucida. Also, metals distribution can reveal the geoaccumulation caused by factors external to the environment and human activities. This study aims to evaluate the levels of contamination by urban settlement in the city of Londrina since its establishment, through the chronological analysis 210Pb, geochemical analysis, analysis of geoaccumulation and bioassays in vitro cell lines Poeciliopsis lucida (PLHC-1 ) in sediment extracts of an urban lake. The core sediment correspond to the period from 1914 to 2012. For the 16 priority PAHs USEPA, the total concentration ranged from 242.6 ng.g-1 to 40,775.3 ng.g-1. The ratios between the compounds identified PAHs pyrogenic origin with intervals PAHs petrogenic source of low intensity over the years of analysis. The bioassay tests with samples containing high molecular weight PAHs identified a CYP1-A induction of EROD activity in the PLHC-1, suggesting content of pollutants in these extracts. The concentration of anthropogenic source of metals in the core follows the order: Mn> Zn> Cu> Pb> Cr> Ni. It was found high records of geoaccumulation of Pb, Zn, Hg and Mg after 1950, while the Fe, Ti and V have natural origin, typical of the region's soils: Latosols red with high clay content. In a holistic analysis of the parameters, in the years from 1914 to 1932 has sediment quality not affected by anthropogenic activities, in the 30s, the samples are correlated since this is a period the construction of the lake, in Cambé river, and other samples relating the 1940 to 2012 dates PAHs and metals contamination, concerning the activities of urban developments such as urban traffic, agricultural activities and industrial activities. Keywords: geochemistry, geoaccumulation, PLHC-1, anthropogenic pollution, sediment core, geochronology.