Análise integrada da qualidade e saúde dos ecossistemas aquáticos de três rios do oeste paranaense

Abstract

Resumo: As mudanças na cobertura e uso do solo ao longo do tempo e espaço tem sido o principal impulsionador na degradação da qualidade das águas superficiais, comprometendo a saúde dos diversos organismos que compõem os ecossistemas aquáticos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar de modo integral a qualidade das águas e a saúde dos ecossistemas aquáticos dos Rios São Camilo (SC), Santa Fé (SF) e Pioneiro (PIO), localizados no oeste do estado do Paraná. Foram amostrados três pontos em cada um dos rios, sendo: a montante (SC1, SF1 e PIO1), intermediário (SC2, SF2 e PIO2) e jusante (SC3, SF3 e PIO3) da cidade de Palotina, nas estações inverno de 2022 e verão de 2023. A qualidade da água foi determinada por meio dos parâmetros físico e químicos, temperatura, pH, oxigênio dissolvido, sólidos totais, dureza total, DQO, alcalinidade, nitrito, nitrato, amônia, ortofosfato e turbidez, a partir dos quais foi calculado o Índice de Qualidade da Água (IQA), enquanto os efeitos de toxicidade dessas águas foram determinados por meio do biomarcadores de estresse oxidativo no fígado SOD, CAT, LPO, MET e AChE cerebral e muscular, a partir dos quais foi calculado o Índice de Resposta de Biomarcadores (IBR) na espécie H. ancistroides; as condições de saúde das populações dessas espécies foram determinadas por meio do Índice de Lesão Histopatológica (ILH) e Alterações Morfológicas Nucleares (AMN); foi calculado o índice integrado de saúde e qualidade hídrica por meio do método Analytic Hierarchy Process (AHP); mapas foram produzidos por meio da técnica de interpolação espacial (I), a partir dos quatro índices calculados. As águas dos Rios São Camilo, Santa Fé e Pioneiro apresentaram baixa qualidade, em ambas as estações amostradas. Os biomarcadores de bioquímicos demonstraram que as populações H. ancistroides dos referidos rios encontram-se sob elevado estresse oxidativo hepático e de neurotoxicidade, decorrente da baixa qualidade das águas e da ação misturas complexas de contaminantes. Os biomarcadores histopatológicos e de genotoxicidade demonstraram que as populações de H. ancistroides encontram-se com a saúde debilitada, tendo apresentado uma miríade de alterações hepáticas e branquiais graves, que podem comprometer a sobrevivência desses animais e o equilíbrio desses ecossistemas. O emprego do método AHP possibilitou a agregação dos índices IQA, IBR e ILH de modo satisfatório, tendo como resultado mapas de fácil interpretação de saúde e qualidade hídrica, capazes de embasarem propostas de políticas e programas de recuperação e conservação desses rios e seus respectivos ecossistemas

Abstract: Changes in land cover and use over time and space have been the main drivers of surface water quality degradation, compromising the health of various organisms that make up aquatic ecosystems. The objective of the present study was to comprehensively evaluate water quality and the health of aquatic ecosystems in the São Camilo (SC), Santa Fé (SF), and Pioneiro (PIO) Rivers, located in the western region of Paraná state. Three sampling points were taken in each river: upstream (SC1, SF1, and PIO1), intermediate (SC2, SF2, and PIO2), and downstream (SC3, SF3, and PIO3) of the city of Palotina, during the winter of 2022 and the summer of 2023. Water quality was determined by physical and chemical parameters, including temperature, pH, dissolved oxygen, total solids, total hardness, COD, alkalinity, nitrite, nitrate, ammonia, orthophosphate, and turbidity, from which the Water Quality Index (WQI) was calculated. The toxicity effects of these waters were determined through biomarkers of oxidative stress in the liver (SOD, CAT, LPO, MET) and brain and muscle AChE, from which the Biomarker Response Index (BRI) was calculated in the species H. ancistroides; the health conditions of the populations of these species were determined through the Histopathological Injury Index (HII) and Nuclear Morphological Alterations (NMA); the integrated health and water quality index was calculated using the Analytic Hierarchy Process (AHP) method; maps were produced using the spatial interpolation technique (I), based on the four calculated indices. The waters of the São Camilo, Santa Fé, and Pioneiro Rivers exhibited low quality in both sampling seasons. The biochemical biomarkers showed that H. ancistroides populations in these rivers are under high hepatic oxidative stress and neurotoxicity due to the poor water quality and the action of complex mixtures of contaminants. The histopathological and genotoxicity biomarkers demonstrated that H. ancistroides populations are in poor health, showing a myriad of severe hepatic and gill alterations that could compromise the survival of these animals and the balance of these ecosystems. The use of the AHP method allowed for the satisfactory aggregation of the WQI, BRI, and HII indices, resulting in easy-to-interpret health and water quality maps that can support the development of policies and programs for the recovery and conservation of these rivers and their respective ecosystems