Análise da eutrofização experimental por esgoto sobre a macrofauna bêntica de uma planície entremarés não vegetada da Baía de Paranaguá (Paraná, Brasil)

Abstract

A influência do despejo de esgoto doméstico sobre a macrofauna e variáveis fisico quimicas do sedimento foi avaliada através de um experimento in situ numa planície de maré não vegetada da Bala de Paranaguá. Foi testada a hipótese de que a adição de nutrientes altera as condições oxi-redutoras e eleva a concentração de matéria orgânica nos sedimentos, exercendo efeitos diretos e indiretos sobre a macrofauna. Variações na composição e estrutura da macrofauna e em variáveis. fisico-quimicas do sedimento, como coprostanol, potencial redox, fósforo total, nitrogênio total, carbono orgânico total e clorofila-a, foram comparadas em tratamentos, experimental e controle, em momentos sucessivos antes e depois do impacto, através de um desenho amostral que adotou o modelo linear M-BACI, com vários sitios controle e vários sitios impactados, distribuidos em três áreas experimentais (1, 2 e 3). A significância das diferenças e as tendências de variação dos descritores biológicos e fisico-quimicos foram testadas e descritas por técnicas uni (ANOVA) e multivariadas (ANOSIM, MDS, SIMPER e ACC). Com exceção dos valores de coprostanol, não foram registradas correlações entre o despejo de esgoto e as concentrações das variáveis fisico-químicas no sedimento ou as respostas dos descritores ecológicos. A estrutura e a composição da macrofauna não diferiram significativamente entre blocos impactado e controle durante o experimento, sugerindo que a quantidade de efluente utilizada foi baixa ou que as taxas de dispersão e diluição foram muito elevadas, em função da hidrodinâmica e das caracteristicas sedimentológicas locais. A abundância total de individuos aumentou ao longo do experimento de forma similar em ambos os tratamentos, ainda que de forma não significativa. As concentrações de clorofila-a diminuiram no bloco impactado após o despejo de esgoto, provavelmente por causa da redução da entrada de nutrientes por chuvas e pela predação da infauna. A análise MDS mostrou diferenças ambientais importantes entre as áreas 1 e 2 e a área 3, caracterizada por menores valores de matéria orgânica e coprostanol, e dominâncial da espécie Laeonereis culveri. Já as áreas 1 e 2 apresentaram valores similares tanto das concentrações de matéria orgânica e coprostanol, além da dominância numérica por oligoquetas. As diferenças ambientais entre áreas podem ter mascarado eventuais impactos do despejo. Não foi corroborada a hipótese de que a adição de nutrientes, pelo menos nos volumes e concentrações adotados, eleva a concentração de matéria orgânica e altera as condições oxi-redutoras do sedimento, causando efeitos diretos e indiretos sobre a macrofauna. Os resultados do experimento sugerem que os efeitos sobre a macrofauna foram limitados pelo baixo volume de efluente utilizado. O estudo reflete as dificuldades conceituais e metodológicas em se adequar modelos experimentais de despejo de esgoto a situações reais de despejo. Por outro lado, fornece diretrizes e parâmetros informativos para futuras abordagens experimentais.

Palavras-chave: eutrofização, esgoto doméstico, análise experimental M-BACI, microfitobentos, macrofauna bêntica.

The influence of domestic sewage dumping on the macrofauna and sediment variables were evaluated through an in situ experiment in a tidal flat with no vegetation of Paranaguá's bay. We hypothesized that nutrient addition changes oxy reducing conditions and increases organic matter concentration in the sediments, directly and indirectly affecting the macrofauna. Changes in the composition and structure of the macrofauna and on sediment variables, such as coprostanol, redox potential, total phosphorus, total nitrogen, total organic carbon, chlorophyll-a, were compared in experimental treatments and control, in successive moments before and after the impact, through a sampling design that adopted the linear model M-BACI, with many control and impact sites, along three experimental areas (1, 2 and 3) near the mouth of Maciel River, at the euhaline sector of Paranaguá Bay. Differences among variables and variation tendencies were tested and described with univariate (ANOVA) and multivariate techniques (ANOSIM, MDS, SIMPER e ACC). Except for coprostanol values, no significative correlations were observed among domestic sewage dumping and responses of biological and sediment variables. The structure and the composition of the macrofauna did not differ between impact and control areas during the experiment, suggesting that either the amount of effluent was low or that the dispersion and dilution taxes were too high, due to local hydrodynamic and sediment characteristics. Though not significant, the total abundance of fauna increased during the experiment in a similar way in both treatments. Chlorophyll-a concentration decreased in impacted blocks after the dumping of domestic sewage, probably because of a decrease in nutrient input in the absence of rains and the predation of the infauna. The MDS analysis showed important environmental differences between areas 1, 2 and area 3, this latter being characterized by lower values of organic matter and coprostanol, and Laeonereis culveri dominance. Areas 1 and 2 presented similar values of organic matter, coprostanol and numerical dominance of oligochaetes. The environmental differences between the areas could have masked impacts of the dumping. Results suggest that the effects upon the macrofauna were limited because of the low volume of effluent used. The study reflects the conceptual and methodological difficulties to adapt experimental dumping models to real dumping situations. On the other hand, it supplies useful information for future experimental approaches.