Dissertação
Avaliação da contaminação de córregos de Cerrado por metais pesados utilizando-se larvas de Odonata como bioindicadores
Assessment of heavy metal contamination in Brazilian savanna s streams using Odonata larvae as bioindicators
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Autor
Bruno, Cyntia Goulart Corrêa
Institución
Resumen
The aquatic ecosystems are the main receptors of pollutants and contaminants from
industrial and agricultural activities and of the discharge of sewage. Among the various
substances potentially harmful, heavy metals are a threat to the aquatic ecosystems and
the biota. This research aimed to evaluate the contamination of Cerrado s streams by
heavy metals using Odonata s larvae as bioindicators, by analyzing biological
parameters and evaluating the concentration of metals in the sediments and in the
larvae. Samples were collected between October 2010 and August 2011. For the fauna,
the abundance of individuals, richness of taxa and the diversity index of Shannon-
Wiener (H\') and Pielou\'s equity index (J\') were calculated. The presence of metals in the
sediment and in the larvae was measured by atomic absorption spectrometry and atomic
emission spectrometry with inductively coupled plasma, respectively. Cluster analysis
was performed for the set of streams for the concentrations of Cu, Zn, Ni, Fe and Mn in
sediments, and concentrations of Cu, Zn and Ni in the sediment were compared with a
table of guide values. Canonical Redundancy Analysis (RDA) was performed to
discriminate metals that contributed most to the variance of the biological parameters.
Significance of heavy metals on the fauna of Odonata was evaluated by Canonical
Correspondence Analysis (CCA). A Principal Component Analysis (PCA) was
performed to determine the most important patterns in the concentrations of Cu, Zn, Fe
and Mn in the larvae and in the sediments and the bioaccumulation factor (BAF) was
calculated to assess the potential for bioaccumulation of metals by the larvae. The
Cluster analysis promoted the formation of groups of streams due to the greater or lesser
concentration of heavy metals in the sediment, which may have been influenced by the presence
or absence of riparian vegetation and agricultural activities in the surrounding areas of the
streams. The comparison with the table of guide values indicated that the streams which showed
the highest concentrations of metals in the sediment were also those who had values above the
limits given for at least one of the metals evaluated. The CCA indicated that most taxa of
Odonata presented opposite distribution in relation to the vectors of heavy metals, while the
family Libellulidae was abundant in streams subject to greater anthropogenic influence. There was low similarity between the distribution patterns of the PCA diagrams for the
sediment and larvae, which indicates the importance of assessments not only in the
sediment, but also in the organisms for the achievement of results more efficient about
heavy metal contamination. The BAF showed a tendency to bioaccumulation of Zn and
Mn by the Gomphidae larvae, indicating that these metals are able to concentrate on its
bodies, reflecting the environmental conditions where these organisms live and thus
serving as important tools in biomonitoring studies. The results of this study emphasize
the potential of the order Odonata for environmental studies, because they demonstrated
to be able to reflect the conditions of their environment with respect to the concentration
of heavy metals. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Mestre em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais Os ecossistemas aquáticos são os principais receptáculos de poluentes e contaminantes,
oriundos de atividades industriais, agrícolas e do lançamento de esgotos. Dentre as
diversas substâncias potencialmente nocivas ao ambiente, os metais pesados são uma
ameaça aos ecossistemas aquáticos e à biota. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a
contaminação de córregos de Cerrado por metais pesados utilizando-se larvas de
Odonata como bioindicadores, a partir de parâmetros biológicos e da avaliação da
concentração de metais nos sedimentos e nas larvas. As coletas foram realizadas entre
outubro de 2010 e agosto de 2011. Foram calculados os parâmetros abundância de
indivíduos, riqueza de táxons e os índices de diversidade de Shannon-Wiener (H ) e de
equidade de Pielou (J ). A presença de metais no sedimento e nas larvas foi avaliada por
espectrofotometria de absorção atômica e espectrometria de emissão atômica com
plasma indutivamente acoplado, respectivamente. Foi feita análise de cluster para o
conjunto dos córregos quanto às concentrações dos metais Cu, Zn, Ni, Fe e Mn nos
sedimentos, e as concentrações de Cu, Zn e Ni no sedimento foram comparadas com
uma tabela de valores-guia. A Análise de Redundância Canônica (RDA) visou
discriminar quais metais mais contribuíram para a variância dos parâmetros biológicos.
A significância dos metais pesados sobre a fauna de Odonata foi avaliada através de
Análise de Correspondência Canônica (CCA). A Análise de Componentes Principais
(PCA) buscou determinar os padrões mais importantes das concentrações de Cu, Zn, Fe
e Mn nas larvas e nos sedimentos e, para avaliar o potencial de bioacumulação dos
metais pelas larvas, foi calculado o fator de bioacumulação (BAF). A análise de cluster
promoveu a formação de grupos de córregos devido à maior ou menor concentração de
metais no sedimento, o que pode ter ocorrido por influência da presença ou ausência de
vegetação ripária e de atividades agropecuárias no entorno dos córregos. A comparação
com a tabela de valores-guia indicou que os córregos em que foram registradas as
maiores concentrações de metais no sedimento foram também os que apresentaram
valores acima dos limites indicados para pelo menos um dos metais avaliados. A CCA
indicou que a maioria dos táxons de Odonata apresentou distribuição oposta aos vetores dos metais pesados, enquanto a família Libellulidae foi abundante em córregos sujeitos
à maior influência antrópica. Houve baixa similaridade entre os padrões de distribuição
dos diagramas de PCA para sedimento e larvas, o que indica importância de avaliações
não só no sedimento, como também de organismos para obtenção de resultados mais
amplos acerca da contaminação por metais pesados. O BAF mostrou uma tendência
para bioacumulação de Zn e Mn pelas larvas de Gomphidae, indicando que estas são
capazes de concentrar metais em seu organismo, podendo refletir a condição ambiental
de onde vivem e assim servir como ferramentas importantes em estudos de
biomonitoramento. Os resultados desta pesquisa ressaltam o potencial da ordem
Odonata para estudos ambientais, uma vez que demonstraram ser capazes de refletir as
condições de seus ambientes quanto à concentração de metais pesados.