Efeitos da contaminação por metais na macrofauna bêntica de ambientes estuarinos

Abstract

Resumo: A contaminação por espécies metálicas no ambiente marinho tem se tornado um problema recorrente em muitos países. Uma vez no ambiente aquático, os metais são depositados nos sedimentos, gerando uma fonte potencial de contaminantes, mesmo após a desativação da fonte primária de poluição. Se biodisponíveis, os compostos metálicos podem ser absorvidos pelos organismos através de suas mucosas e membranas, impedindo o funcionamento metabólico normal de proteínas e moléculas. As consequências da exposição de organismos marinhos a altos teores de metais incluem alterações fisiológicas e genéticas, dependendo do grau de toxicidade do elemento contaminante. Este trabalho busca aplicar uma abordagem integrada para avaliação da contaminação por metais nos sedimentos de ambientes estuarinos e seus efeitos sobre as associações macrobênticas. Os objetivos deste trabalho são: (i) determinar o grau e a extensão da contaminação por metais em um estuário subtropical (ii) analisar a estrutura das associações macrobênticas em ambientes submetidos a diferentes estressores ambientais; (iii) estabelecer relações de causalidade entre a contaminação por metais e alterações na estrutura associações bênticas. O estudo consiste em três capítulos: 1- Geospatial assessment of trace metal pollution in surface sediments of a subtropical estuary; 2- Relações entre a estrutura das comunidades macrobênticas estuarinas e múltiplos estressores ambientais; 3- Efeitos da contaminação por Cobre e Zinco na macrofauna bêntica de baixios entremarés: um experimento manipulativo de campo. Com os resultados deste trabalho pudemos concluir que a Baía da Babitonga está sob um grau moderado de contaminação por Cromo, Cobre, Níquel e Zinco, que apresentaram valores entre TEL e PEL principalmente nas áreas internas, com baixa hidrodinâmica e maiores taxas de sedimentação, fatores que favorecem a acumulação de contaminantes associados ao material particulado em suspensão. Para a macrofauna bêntica, concluímos que tanto as características hidrodinâmicas e os teores de nutrientes como o gradiente de contaminação por metais pesados são importantes estruturadores da comunidade. Espécies reconhecidamente tolerantes ao enriquecimento orgânico, como o poliqueta Prionospio steenstrupi, e Oligochaetas apresentaram sensibilidade ao aumento das concentrações de metais, mostrando que os mecanismos de danos causados pela contaminação por metais podem ser muito diferentes dos mecanismos ativados pela contaminação orgânica. Ao final deste trabalho, foi possível identificar os efeitos do aumento das concentrações de metais, em especial de cobre e zinco sobre a estrutura das comunidades sublitorais da Baía da Babitonga e sobre a abundância de organismos em baixios entremarés, especialmente poliquetas e oligoquetas. Estas observações podem ser utilizadas para demonstrar a causalidade entre a contaminação dos sedimentos estuarinos por metais pesados e efeitos negativos sobre a abundância de organismos bênticos, mesmo aqueles considerados tolerantes à poluição. Palavras-chave: Sedimentos; poluição; metais traço; qualidade ambiental; estressores ambientais; experimento manipulativo de campo.

Abstract: Metal contamination in marine environment has become a common issue in several countries. Once in the aquatic environment, metals are deposited in the sediments, becoming a potential contamination source, even after the primary source of pollution is deactivated. When bioavailable, metal compounds can be absorbed by organisms through their mucous and membranes, interfering with the metabolic functioning of proteins and molecules. High metal exposure may lead to physiological and genetic alterations, depending on the element toxicity. In this work we applied an integrated approach to evaluate metal contamination in estuarine sediments and the effects on macrobenthic organisms. The aim of this study was: (i) establish the degree and extent of metal contamination at Babitonga Bay, a subtropical estuary; (ii) assess the structure of macrobenthic assemblages under multiple environmental stressors; (iii) establish the causal relationships between metal contamination and structural changes in benthic assemblages. This thesis contains three chapters: 1- Geospatial assessment of trace metal pollution in surface sediments of a subtropical estuary; 2- Relations between estuarine macrobenthic communities structure and environmental stressors; 3- Effects of Copper and Zinc contamination on tidal flats benthic macrofauna: a field manipulative experiment. Our results suggest that Babitonga Bay is under a moderate contamination by Chromium, Copper, Nickel and Zinc, with sediment concentrations between TEL and PEL especially at internal areas, which presents low hydrodynamics and higher sedimentation rates, favoring deposition and accumulation of contaminants associated with suspended particulate. For the benthic macrofauna, we concluded that hydrodynamics, organic matter and trace metals contamination gradients are important community structurers. Widely known organic enrichment tolerant species, as the polychaete Prionospio steenstrupi and Oligochaetes appears to be sensitive to increasing concentrations of metals, an indicative that damage mechanisms linked to metal contamination might be very different from the ones triggered by organic contamination. We were also able to identify the effects of increasing concentrations of metals, particularly copper and zinc on the structure of subtidal communities of Babitonga Bay and on the abundance of intertidal organisms, especially polychaetes and oligochaetes. Our observations highlight the causal link between contamination of estuarine sediments by trace metals and the negative effects on abundance of benthic organisms, even those considered tolerant to pollution. Key words: sediments; trace metal pollution; benthic estuarine health; environmental stressors; manipulative field experiment.