Contaminação de reservatórios de abastecimento público : avaliação de efeitos e depuração de cianotoxinas em Geophagus brasiliensis e utilização da fitoremediação para a remoção de contaminantes emergentes

Abstract

Resumo: Os reservatórios do Iraí e Alagados, localizados no estado do Paraná, são utilizados principalmente para o abastecimento público de água. Devido às atividades humanas no entorno destes corpos hídricos, têm sido reportado frequentes florações de cianobactérias, além da presença de diferentes contaminantes emergentes. Visto esta problemática, os objetivos do estudo foram i) determinar as concentrações de cianotoxinas e fármacos nos reservatórios do Iraí e Alagados; ii) avaliar como as concentrações de contaminantes podem afetar a saúde de peixes por meio do uso de biomarcadores ambientais; iii) avaliar o potencial de depuração de cianotoxinas nos peixes por 90 dias; iv) estimar o risco de exposição para a saúde humana através da ingestão de peixes presentes nos reservatórios; v) e testar a eficiência da tecnologia de fitoremediação "Fígado Verde" na remoção de contaminantes. Coletas de água e peixes (Geophagus brasiliensis) foram realizadas nos reservatórios no período de 2015 a 2016. Nas amostras de água foram analisados o fitoplâncton, cianotoxinas e fármacos. Os peixes coletados foram divididos em dois grupos, "grupo imediato" e "grupo depuração". No "grupo imediato" os tecidos foram coletados no mesmo dia da coleta para análises químicas e de biomarcadores bioquímicos, osmoregulatórios e genotóxicos; e no "grupo depuração" os peixes permaneceram em aquários com água filtrada e desclorada. Durante os 90 dias os tecidos dos animais do "grupo depuração" também foram coletados para as análises químicas e de biomarcadores. Parte dos peixes coletados no reservatório Alagados e mantidos no laboratório, reproduziram "grupo reprodução" e a geração F1 foi utilizada para análises químicas de cianotoxinas. O experimento de fitoremediação foi realizado com três espécies de macrófitas aquáticas (Egeria densa, Ceratophyllum demersum, Myriophyllum aquaticum), as quais foram expostas às mesmas concentrações de cianotoxinas e fármacos encontradas no reservatório do Iraí. Os resultados do estudo mostraram que os reservatórios do Iraí e Alagados apresentam concentrações de microcistinas e saxitoxinas (PSTs), respectivamente, além de concentrações de diclofenaco e paracetamol. Os peixes coletados apresentaram efeitos tóxicos como estresse oxidativo, alterações na osmorregulação e dano em macromoléculas. Após o tempo de depuração foi observada a recuperação na saúde dos peixes, porém concentrações de cianotoxinas ainda, estavam presentes no tecido muscular. Além disso, as concentrações de PSTs no músculo dos peixes foram estimadas como risco de exposição humana, principalmente para crianças. Entretanto, concentrações de PSTs não foram quantificadas na geração F1. As macrófitas aquáticas utilizadas no experimento "Fígado Verde" foram eficientes na remoção dos contaminantes estudados, sendo boas ferramentas de fitoremediação. Devido à contaminação dos reservatórios de abastecimento público de água do atual estudo é de extrema necessidade a implementação de novas estratégias de monitoramento, gerenciamento e remoção de contaminantes.

Abstract: Iraí and Alagados Reservoirs, located in Paraná state, are used mainly as water supply. Due to the several human activities around these water bodies, it has been reported with cyanobacterial blooms, in addition to the presence of different emerging contaminants. In view of this problem, the aims of this study were i) to determinate the concentration of cyanotoxins and pharmaceuticals in Iraí and Alagados Reservoirs; ii) to evaluate as the concentration of contaminants can affect the fish health by using environmental biomarkers; iii) to evaluate the potential of cyanotoxins depuration in fish for 90 days; iv) to estimate the potential risk of the consumption of fish from the reservoirs for human health; v) and to test the phytoremediation technology "Green Liver" to removal of contaminants. Water and fish (Geophagus brasiliensis) samples were carried out during 2015/2016. Water samples were used to phytoplankton and chemical analysis of cyanotoxins and pharmaceuticals. Fish were divided in two groups "immediate group" and "depuration group". On the same day of the sampling, the tissues were collected from "immediate group" in order to chemical analysis and biochemical, osmoregulatories and genotoxic biomarkers; and the "depuration group" were maintained in tanks during 90 days in filtered and dechlorinated water. During the 90 days, the tissues from "depuration group" were also collected to chemical and biomarkers analysis. A part of the fish from Alagados Reservoir was maintained in the laboratory, which reproduced "reproduction group" and the F1 generation was used to cyanotoxin chemical analysis. The phytoremediation experiment was carried out using three aquatic macrophytes species (Egeria densa, Ceratophyllum demersum, Myriophyllum aquaticum), which were exposed to the same cyanotoxins and pharmaceutical concentrations found in Iraí Reservoir. The results of this study showed that the Iraí and Alagados Reservoir present concentrations of microcystins and saxitoxins (PSTs) respectively, in addition diclofenac and paracetamol concentrations. The fish presented toxic effects such as oxidative stress, osmoregulation alterations and molecular damage. After the depuration time the fish health recovery was observed, however cyanotoxins concentrations were still present in the muscular tissue. Furthermore, the saxitoxins concentrations in fish muscle were estimated as potential risk to human health, mainly for children. However, the PSTs concentrations were not quantified in the F1 generation. The aquatic macrophytes used in the "Green Liver" experiment were efficient to the removal of the contaminants, and they are good tools of phytoremediation. Due to the contamination of the water supply reservoirs of the present study, the implementation of new strategies for the monitoring, management and removal of contaminants are required.