- Ecotoxicidade de sedimentos
aquáticos
Toxicidade :
- Resposta de um organismo a uma dose acumulada
de uma dada toxina, que é mantida acima de uma
concentração limiar por um período de exposição
suficientemente longo.
-A resposta incorpora a soma de todos os estresses a
que o organismo é submetido, bem como a
capacidade de compensação do organismo.
Razões para avaliar a qualidade dos
sedimentos
►
►
►
►
►
Vários contaminantes acumulam-se no sedimento em
concentrações elevadas
Sedimentos servem como reservatório de fonte de
contaminantes para a coluna d´agua.
Sedimentos integram contaminantes ao longo do tempo.
Enquanto na coluna d´agua os teores são muito mais
variáveis e dinâmicos.
Sedimentos contaminados, em adição as substâncias
presentes na coluna d´agua, podem afetar a comunidade
bentônica e os organismos associados ao sedimento.
Sedimento é um compartimento do ambiente aquático que
fornece áreas para alimentação, reprodução e habitat para
muitas espécies da biota
Tríade
►
►
►
Contaminação (química
do sedimentos)
Comunidade bentônica
(estrututa,
bioacumulação,
histopatologia...etc)
Toxicidade (testes com
sedimentos)
INFORMAÇÕES OBTIDAS A
PARTIR DA TRÍADE
PARÂMETROS para o Índice Bêntico
de Integridade Biótica – IBIB.
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►
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►
►
►
►
►
Biomassa total
Densidade total
Índice de diversidade Shannon-Weiner
Porcentagem de espécies não indicadora de poluição.
Porcentagem de espécies sensíveis a poluição
Porcentagem da biomassa em secção profunda (3 a 10 cm)
Porcentagem da densidade em secção profunda (3 a 10 cm).
Porcentagem de espécies em secção profunda (3 a 10 cm).
Porcentagem de espécies carnívoras ou ornívoras.
Porcentagem de espécies detritívoras de profundidade (alimenta-se
na sub-superfície).
ABORDAGEM QUÍMICA X ABORDAGEM
BIOLÓGICA.
Efluentes e sedimentos
QUÍMICA
►não
pode medir todos os compostos
►não fornece informações sobre efeitos
biológicos.
► BIOLÓGICA
► Analisa
efeitos conjunto de todos os
componentes da amostra.
ECOTOXICOLOGIA
Uso de testes de toxicidade para
análise de impactos biológicos de
contaminantes.
TESTES DE TOXICIDADE
► Análise
do efeito deletério de uma ou mais
substâncias químicas a um ou mais grupos
de organismos.
► Identificação de concentrações de
substâncias químicas que causam efeitos
deletérios à biota.
► Aplicação dos resultados para estimar
concentrações “ seguras” de produtos
químicos no ambiente aquático.
TIPOS DE TESTES DE
TOXICIDADE
► AGUDO:
curta duração, usualmente
avaliando mortalidade ou imobilidade.
► CRÔNICO: usualmente com períodos de
exposição mais longo, avaliando parâmetros
sub-letais.
MÉTODOS DE EXPOSIÇÃO EM
TESTES DE TOXICIDADE.
► Estático:
sem renovação da solução-teste no
decorrer do experimento.
► Semi-estático: com renovação periódica da
solução teste. Por exemplo, a cada 24
horas.
► Fluxo-contínuo.
PARÂMETROS ANALISADOS EM TESTES DE
TOXICIDADE (ENDPOINTS)
► Mortalidade
ou imobilidade.
► Crescimento.
► Reprodução.
► Comportamento.
► Metabolismo (por ex. , consumo de oxigênio,
balanço energético).
► Reações bioquímicas ( por ex. redução de
bioluminescência).
CRITÉRIOS DE DESEMPENHO DE
TESTES DE TOXICIDADE.
► Sensibilidade
à substâncias de referência (Zn, Cd,
SDS, ...etc)
► Gráficos temporais com resultados de testes com
as substâncias de referência (Warning charts).
► Resultado deve estar contido dentro dos limites
obtidos pela média de testes anteriores +- o dobro
do desvio padrão.
Outros fatores importantes:
► Dados
experimentais – Sobrevivência no
controle, manutenção da qualidade da água
dentro dos limites aceitos para uma dado
tipo de teste.
► Controle do cultivo de organismo-teste:
sobrevivência, idade, reprodução, tamanho,
fase do ciclo de vida..
GRUPOS DE ORGANISMOS MARINHOS
COMUMENTE UTILIZADOS EM TESTES
DE TOXICIDADE .
► Bactérias
(por ex. Microtox): redução da
bioluminescência.
► Micro-algas: reprodução em microplacas ou
erlenmayers
► Macro – algas: germinação de zoósporos e
elongação do tubo germinativo, fertilização
de gametas.
GRUPOS DE ORGANISMOS MARINHOS COMUMENTE
UTILIZADOS EM TESTES DE TOXICIDADE .
Invertebrados
Moluscos
Perna perna
Ostra
Crustáceos
misidáceos
copépodos
mortalidade, crescimento, reprodução, desenvolvimento larval.
Poliquetos: crescimento, reprodução.
Peixes: mortalidade, testes com fases iniciais do ciclo de vida (eclosão de
ovos, desenvolvimento embrionário)
GRUPOS DE ORGANISMOS COMUMENTE
UTILIZADOS EM TESTES DE TOXICIDADE
COM SEDIMENTOS.
► Anfípodos: testes agudos – mortalidade até
96 horas
► testes crônicos – mortalidade e crescimento
em 10 dias.
► Bivalves: testes crônicos – mortalidade e
crescimento, comportamento
► Poliquetos: testes crônicos – mortalidade e
reprodução.
Espécies de organismos de água doce
utilizadas em testes com sedimentos
► Amphipoda
azteca –
– Hydella
Sobrevivência,
crescimento e
reprodução.
► Diporeia
sp.,
Sobrevivência,
crescimento e
reprodução
Chironomidae
► Chironomus
tentans,
Sobrevivência,
crescimento .
► Ephemeroptera –
Hexagenia limbata,
Sobrevivência,
crescimento ,
cresciemnto.
Cladocera
► Ceriodaohnia
dubia -
► Ceriodaphinia
magna -
Sobrevivência,
crescimento .
Sobrevivência,
crescimento .
Nematoda
► Lumbriculus
variegatus,
Sobrevivência ,
crescimento,
reprodução.
► Tubifex tubifex,
Sobrevivência
OBTENÇÃO DE ORGANISMOS
TESTES.
► Coleta
em Campo
► Cultivo em laboratório
Vantagens
Cultivo em laboratório. – Disponibilidade constante
temporal e espacial, e são mantidos em condições
conhecidas e controladas.
Coleta em campo – amostra de uma população
“natural”, facilidade de obter grandes quantidades
com relativamente pouco esforço e custo
Desvantagens.
► Cultivo
em laboratório: “ Pool” gênico
limitado, influências das condições de
cultivo na sensibilidade do teste.
► Coletados em campo: Disponibilidade
limitada, sazonal ou geograficamente,
Variação sazonal ou geográfica na
sensibilidade.
CRITÉRIOS PARA A SELEÇÃO DE
ORGANISMOS PARA TESTES DE
TOXICIDADE.
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►
►
►
Disponibilidade.
Sensibilidade a agente químico.
Tolerância a manuseio.
Tolerância a fatores bióticos.
Rota de exposição.
Ciclo de vida.
Relevância ecológica e / ou econômica.
Distribuição.
Existência de metodologia padronizada.
Requisitos legais.
Validação em Campo (?).
O QUE É SEDIMENTO
CONTAMINADO?
► Definido
por concentrações de compostos
químicos.
► Definidos por efeitos biológicos.
► Definidos por compostos químicos e efeitos
biológicos.
► Definição pode ser específica para cada
local.
► Definição terá implicações no
gerenciamento.
SELEÇÃO DE LOCAIS PARA COLETA
DE SEDIMENTOS
► Procure:
► Fonte
de poluentes (passadas e presentes)
► Padrões de fluxo
► Áreas de deposição (baixo fluxo)
► Áreas não dragadas (depósitos mais antigos)
► Siltes orgânicos.
► Sedimentos oleosos, mal-cheirosos, descolorados.
PLANEJAMENTO DE COLETAS
► Coletar
e analisar tantas amostras quanto o
tempo e dinheiro permitirem.
► Incluir amostras coletadas por testemunho
para que se possa ter uma visão
tridimencional do nível de contaminantes.
► Seja consistente no método de coleta
utilizado, para que as amostras sejam tão
comparáveis quanto possível.
COLETA, ARMAZENAMENTO E
PROCESSAMENTO DE SEDIMENTOS.
► Testemunho
(corer):
de embarcação
-Mergulho
Pegador de fundo: Van Veen,
Eckman, etc.
COLETA SUPERFICIAL X DE FUNDO
► Testemunhos
de profundidade coletam:
► Sedimentos recentes e mais antigos
► Camadas estratificadas, menos móveis.
► Sedimentos menos biologicamente ativos.
► Material mais seco e compacto.
► Contaminação mais variável.
Pegadores superficiais coletam:
► sedimentos
mais recentes
► camada de mistura, mais móvel
► zona biologicamente ativa
► sedimentos mais fluídos
► contaminação menos variável.
TIPOS DE TESTES DE TOXICIDADE
COM SEDIMENTOS.
► Sedimento
integral ou fase sólida.
► Elutriato ou fase extraída em água.
► Fase extraída com solvente orgânico
► Água intersticial.
► Interface água-sedimento
► Exposição in situ.
METODOLOGIA BÁSICA PARA TESTES
DE TOXICIDADE EM SEDIMENTOS.
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►
Preparo de diluição em série, a partir da amostra a ser analisada.
Diluições devem ser em escala logarítimica (progressão geométrica),
visando um melhor desempenho na análise estatística, que
normalmente utiliza papel logarítimo para a construção da curva dose
resposta.
Medida inicial da qualidade da água (OD, pH, salinidade, T°C, amônia)
nas amostras testes.
Inseri as amostras em câmara de temperatura constante ou banho de
temperatura.
Seleção dos organismos em cubas de randonização e adição aos
frascos-teste, em ordem aleatória.
Análise periódica dos organismos no decorrer do experimento.
In situ