ÍNDICES BIOLÓGICOS DE QUALIDADE DE
ÁGUA UTILIZADOS NO
BIOMONITORAMENTO AMBIENTAL E NO
CONTROLE DE POLUIÇÃO
EDNILSON PAULINO QUEIROZ
[email protected]
INTRODUÇÃO
O
ciclo hidrológico - Fechado.
Desequilíbrio Ambiental - Ações antrópicas
(desmatamento, utilização de combustíveis
fósseis, queimadas, incêndios florestais e
outros usos do solo).
Mudanças Climáticas – Alteração do fluxo.
Maior Preocupação - Poluição
Riscos – águas superficiais e subterrâneas
(potabilidade principalmente).
Preocupação – Escassez.
INTRODUÇÃO
Necessidade
 01 indivíduo - 1 m³/ano para dessedentação.
-
100 m³ para usos domésticos.
-Produção de comida - pode atingir 1.000 m³.
 Indústria - pode chegar entre 5 a 20 vezes sobre o total
das atividades anteriores. Allan (1998), apud Lanna (1999).
Prevenção
- controle – melhor medida
INTRODUÇÃO
Biomonitoramento
de anos – plantas e seres humanos
utilizados como bioindicadores. Ex: humanos
degustar comidas.
Milhares

+ de 154 anos – Koienati (1884) e Cohn (1853)
Segundo Junqueira et. al. (1996).
Um
dos modos mais significativos de se verificar
alterações ambientais (USEPA, 2003).
INTRODUÇÃO
Macroinvertebrados Bentônicos
organismos
vivos de fundo (rede de 125 a 500
µm) (Silva et. al., 2003).
-Ciclo de vida: (Insetos)
-Metamorfose
incompleta – 3 estágios: ovos- ninfa – adultos.
Ex: percevejos e libélulas.
-Metamorfose completa - Processa-se em quatro estágios: ovo,
larva, pupa e adulto. Ex: moscas, mosquitos e besouros.
-Hábitos alimentares:
-Fragmentadores,
-Além
coletores, raspadores, predadores e parasitas.
dos insetos
-Molusca
e Bivalvia, oligochaeta, crustáceos, hirudíneas, tricladida...
MACROINVERTEBRADOS
Order Coleoptera - Family Helophoridae - Genus Helophorus
Fonte: (Callisto, 2004).
Ordem – Odonata - Família Libellulidae – Gênero - Libellula
)
b)
Fonte: (Callisto, 2004).
Order Diptera - Family Tipulidae
Genus Tipula
Order Plecoptera - Family Perlidae
Genus Acroneuria
)
Fonte: Família Perlidae (Callisto, 2004).
Order Ephemeroptera - Family Baetidae
Genus Acentrella
(Callisto, 2004).
Order Hemiptera - Family Gerridae
Genus Gerris
Fonte: (Callisto, 2004).
Order Megaloptera - Family Sialidae - The Alderflies
Genus Sialis
Fonte: (Callisto, 2004).
Order Neuroptera - Family Sisyridae Genus Climacia
Order Lepidoptera - Family Pyralidae
Genus Acentria
Fonte: (Roldan, 2004).
Order Collembola - Family Entomobryidae -
(a) um abrigo de Trichoptera da família Helicopsychidae, (b)
uma larva da família Odontoceridae e (c) um adulto. Fonte:
(Callisto, 2004).
a)
b)
c)
-Tricladida
da família Dugesiidae, espécie Girardia
tigrina: fonte: (Preza, 2004).
Classe Oligochaeta - tubificídeos. Fonte:
2004).
(Roldan,
Classe - Hirudinea.
Fonte: (Roldan, 2004).
Mollusca
-
(UCM.ES, 2004).
da
classe
Gastropoda.
Fonte:
Classe - bivalve
da família Uniodinae – (Unio
tumidis). Fonte: (UCM.ES, 2004).
INTRODUÇÃO
Vantagens
na Utilização.
– diversidade
– expectativa de responder a perturbações;
-Longo ciclo de vida.
-Grandes, sésseis ou de pouca mobilidade.
-Fácil amostragem
- Baixo custo e fácil identificação,
-Bioacumulam (Callisto, 2000).
-Reagem a diversos estressores (Almeida e Tertuliano, 2000).
- Tempo mínimo para recuperação 1 mês ou mais –
(Alba-Tercedor, 1996).
IMPORTÂNCIA DE PESQUISA COM
MACROINVERTEBRADOS
– poucos estudos (principalmente em regiões
sub e tropicais).
Caracterizar e monitorar habitats de água doce.
Necessidade de aliar monitoramento físico e químico e
bacteriológico, ao biológico.
Carência
Necessidade
de adaptação, ou criação de índices
biológicos.
Auxiliar
no controle - órgãos ambientais.
Subsidiar
políticas públicas de controle.
OBJETIVOS

Geral

Estudos regionais iniciais
– adaptação ou criação de índices.

Principais:
1.
Identificar e enumerar indivíduos.
2.
Descrever distribuição.
3.
Verificar relações físicas e químicas às comunidades
biológicas (tolerâncias).
4.
Diferenças entre cheias e secas.
5.
Procurar os índices que mais refletem às condições
regionais.
Índices na Legislação
•Países que incorporam biomonitoramento à
legislação: (Kuhlmann et. al., 2001).
•U.S.A – “Clean Water Act” – 1972. – 44 Estados.
•Davis et. al., 1996).
•Oceania – “Australian Quality Guidelines” – Instituído
pelo “Australian and New Zeland Environmental and
Conservation” – (ANZEE, 1995).
•Canadá – “Ontário Water Act” – 1996.
ALGUNS ÍNDICES UTILIZADOS
ÍNDICES
 RIVALD - (Rivers of Vaud) – Suíça.
 AUSRIVAS - (Australian River Assessement Scheme) –
Austrália.
 ISC – (Index of Stream Conditon) – Austrália.
 RIVPACS - (River Invertebrate Prediction and
Classification System) – Grã-Bretanha.
BMWP
.
Famílias
Score
Siphionuridae, Heptageniidae, leptophlebiidae, Ephemerellidae, Potamanthidae,
Ephemeridae, Taeniopterygidae, Leuctridae, Capniidae, Perlodidae, Perlidae,
Chloroperlidae, Aphelocheiridae, Phryganeidae, Molannidae, Beraidae, 10
Odontoceridae, Leptoceridae, Lepidostomatidae, Goeridae, Brachycentridae,
Sericostomatidae.
Astacidae, Lestidae, Agriidae, Gomphidae, Cordulegasteridae, Aeshnidae,
Corduliidae, Libellulidae, Psychomyiidae, Philopotamidae,
8
Caenidae, Nemoiridae, Rhyacophilidae, Polycentropodidae, Limnephilidae.
7
Neritidae, Viviparidae, Ancylidade, Hydroptilidae,
Unionidae, Corophiidae,
Gammaridae, Platycnimidae, Coenagrionidae.
6
Mesoveliidae, Hydrometridae, Guerridae, Nepidae, Neocoridae, Notonectidae,
Plaidae, Corixidae, Aliplidae, Hygrobidae, Dytiscidae, Gyrinidae,
5
Hidrophilidae,Clambidae, Helodiidae, Dreopidae, Elminthidae, Chrysomelidae,
Curculionidae, Hydropsychidae, Tipulidae, Simulidae, Planariidae,
Dendrocolellidae.
Baetidae, Sialidae, Piscolidae.
4
Valvatidae, Hydrobiidae, Lymnaeidae, Physidae, Planorbidae, Spharidae,
Glossiphonidae, Hirudidae, Erpobdellidae, Asellidae.
Chironomidae,
Oligochaeta (Whole class).
Fonte: Armitage, 1.983.
3
2
1
Classes de qualidade, significado dos valores “BMWP” e
utilização cartográfica
Classe
1
2
3
4
5
Faixa de “Score” Qualidade
 150
Excelente
101-120
61-100
36-60
16-35
< 16
Boa
Regular
Ruim
Péssima
Fonte: ALBA-TERCEDOR (1996).
Significado
Águas muito limpas
Sem contaminação ou alteração de
modo sensível
alguns efeitos de contaminação
Contaminadas
Muito contaminadas
Fortemente contaminada
Cor
Azul
Verde
Amarelo
Laranja
Vermelho
ASPT – Average Score Per Taxon
Faixa de “Score”
Qualidade da água
< 4,0
Sem Poluição
4,0 - 5,0
Questionável
5,0 - 6,0
Poluição Moderada
4,0 – 5,0
Severamente Poluida
Mandaville (2002).
Hilsenhoff
Phylum
Annelida
Annelida
Annelida
Annelida
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Class
Hirudinoidea
Oligochaeta
Oligochaeta
Oligochaeta
Arachnida
Arachnida
Arachnida
Arachnida
Arachnida
Arachnida
Arachnida
Crustacea
Crustacea
Crustacea
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Order
Rhynchobdellida
Haplotaxida
Haplotaxida
Lumbriculida
Hydroida
Trombidiformes
Trombidiformes
Trombidiformes
Trombidiformes
Trombidiformes
Trombidiformes
Amphipoda
Amphipoda
Amphipoda
Coleoptera
Collembola
Collembola
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Diptera
Family
Piscicolidae
Naididae
Tubificidae
Lumbriculidae
Hydridae
Lebertiidae
Limnesiidae
Protziidae
Sperchontidae
Stygothrombidiidae
Torrenticolidae
Crangonyctidae
Gammaridae
Hyalellidae
Elmidae
Hypogastruridae
Isotomidae
Athericidae
Blephariceridae
Ceratopogonidae
Chironomidae
Deuterophlebiidae
Dixidae
Empididae
Pelicorhynchidae
Psychodidae
Simuliidae
Stratiomyidae
Tanyderidae
Thaumaleidae
Tipulidae
Tolerance
Value
NA
8
NA
7
5
4
4
4
4
NA
4
5
4
8
4
5
5
6
6
2
0
6
3
10
6
8
5
5
3
6
6
Orgnisms
Quantity
Adaptado do
Protocolo
Canadense de
coleta
Hilsenhoff - continuação
Phylum
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Arthropoda
Mollusca
Mollusca
Mollusca
Mollusca
Mollusca
Class
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Insecta
Gastropoda
Gastropoda
Gastropoda
Lamellibranchia
Lamellibranchia
Order
Ephemeroptera
Ephemeroptera
Ephemeroptera
Ephemeroptera
Ephemeroptera
Ephemeroptera
Ephemeroptera
Ephemeroptera
Megaloptera
Plecoptera
Plecoptera
Plecoptera
Plecoptera
Plecoptera
Plecoptera
Plecoptera
Plecoptera
Plecoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Trichoptera
Basommatophora
Basommatophora
Heterostropha
Unionoida
Veneroida
A
Family
Ameletidae
Ametropodidae
Baetidae
Ephemerellidae
Ephemeridae
Heptageniidae
Leptohyphidae
Leptophlebiidae
Sialidae
Capniidae
Chloroperlidae
Leuctridae
Nemouridae
Peltoperlidae
Perlidae
Perlodidae
Pteronarcyidae
Taeniopterygidae
Apataniidae
Brachycentridae
Glossosomatidae
Hydropsychidae
Hydroptilidae
Lepidostomatidae
Leptoceridae
Limnephilidae
Philopotamidae
Polycentropodidae
Rhyacophilidae
Uenoidae
Physidae
Planorbidae
Valvatidae
Margaritiferidae
Pisidiidae
Tolerance
Value
x
0
11
4
1
4
4
4
2
4
1
1
0
2
0
1
2
0
2
4
3
6
4
1
1
4
4
4
0
4
0
8
5
5
NA
8
Orgnisms
Quantity
B
=
C
Adaptado do Protocolo
Canadense de coleta
Fórmula:
1) A x B = C
2) Total de C/total de B= I
Hilsenhoff - Relação entre Índice Biótico e
Qualidade da Água.
NECESSIDADES DE ESTUDOS
Necessidades de Estudos Para Adaptações
Influências
regionais na biodiversidade e
abundância.
Ex:
- Famílias que existem no BMWP adaptado e não
existem no BMWP– Phryganeidae, Molaniidae,
Odontoceridae etc...
Pontos – Caenidae – 7 pontos no BMWP e 4
no BMWP adaptado.
Família Libellulidae – 8 em Alba e Armitage e 4
em Junqueira.
Hilsenhoff e BMWP – adaptação de tolerância
para os organismos regionais.
Mais
Metodologia de Trabalho
COLETA
•Coleta biológica
•Método Surber – Verificar por bentos por área.
Metodologia de Trabalho
•“Kicking Sample” – índices.
•Material fixado em etanol - 70%
-Triagem- Microscópio de estereocópio.
-Identificação:
-várias chaves – (Pérez, 1988); (Merritt
& Cummins, 1984), Chironomidae
(Epler, 1995, Trivinho-Strixino &
Strixino, 1995), Plecoptera (Pescador et
al. 2000), (Chacón & Segnini, 1997.
-Coleta para análises físicas e químicas
-Condições hidrológicas.
Metodologia de Trabalho
•Protocolo de Coleta – Callisto, 2004.
Característica
Uso do solo
Erosão
Óleo na água
Odor na água
Transparência
Odor no sedimento
Óleo/sedimento
Tipo de sedimento
Deposição de lodo
Vegetação Ripariana (m)
Vegetação aquática
Ponto
Natural
Ausente
Ausente
Ausente
100%
Ausente
Ausente
Areia
< 25%
> 1000
Ausente
Conclusão
•Índices Biológicos
– importante ferramenta no controle de poluição
para o biomonitoramento.
-Implementação dos planos de recursos hídricos.
-Adaptação de índices utilizando
macroinvertebrados é relativamente simples.
- Versões já adaptadas em locais com
semelhanças ambientais.
O que Precisa ser Feito
•Intensificação de pesquisas.
•Pesquisas tecnológicas para facilitar as análises.
•Maior intercâmbio entre as universidades que
executam pesquisas com macroinvertebrados.
•Montagem de um banco de dados – coleção – para
facilitar identificação de novas espécies.
O QUE SE PRETENDE
•BACKER (1968).
•[g > p (f + λt)].
•g = ganho
•P = probabilidade de ser preso
•F= valor da multa.
•λt = demo de desutilidade.