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Acta boI. bras. 12(3): 411-419.1998 (Suplemento) 411

UTILIZAO DE MACRFITAS MARINHAS NO MONITORAMENTO DA CONTAMINAO POR METAIS PESADOS:

O CASO DA BAA DE SEPETIBA, RJ

Recebido em 12/01/1999. Aceito em 17/05/1999

Gilberto M. Amado Filho l

Wolfgang C. Pfeiffer2

RESUMO - (Utilizao de macrfitas marinhas no monitoramento da contaminao por metais pesados: o caso da Baa de Sepetiba, RJ). A viabilidade de utilizao de macrfitas marinhas para o monitoramento da contaminao por metais pesados em ambientes c~steiros foi avaliada atravs de anlises das concentraes de alguns metais em duas espcies de algas pardas, Padilla gymnospora e Sargassum stenophyllum, e numa espcie de monocotilednea marinha, Halodule wrightii. Essas espcies foram coletadas em duas regies do Estado do Rio de Janeiro, a Baa de Sepetiba, que vem sofrendo processo de degradao ambiental crescente nas ltimas dcadas, e a Baa da Ribeira, no contaminada. Foram tambm realizados experimentos de transplante in situ com P. gylwlOspora entre essas duas regies. As duas espcies de algas analisadas apresentam comportamento semelhante quanto acumulao de metais. As concentraes nas algas indicaram distribuio espacial ampla dos metais Zn e Cd na Baa de Sepetiba, sempre mais elevadas do que na Baa da Ribeira, e evoluo temporal no sazonal e sim relacionada com a carga de lanamentos de metais para a Baa. Os resultados do experimento de transplante mostraram que P. gymnospora integra relativamente rpido as concentraes biodisponveis de metais no meio, quando transplantadas de local no contaminado para outro contaminado, e que a eliminao de metais da planta para o meio pouco expressiva no local no contaminado. Em relao monocotilednea H. wrightii, evidenciou-se que as razes e folhas so os principais compartimentos para acumulao de metais e que concentraes elevadas nas razes encontradas nas populaes da Baa de Sepetiba podem refletir a biodisponibilidade de metais no sedimento.

Palavras-chave - metais pesados, ecossistemas costeiros, Padina gymnospora, Sargassum stenophyllum, Halodule wrightii

ABSTRACT - (The use of marine macrophytes to monitor heavy metal contamination: lhe case of Sepetiba Bay, RJ). The viability of marine macrophytes being used as monitors of heavy metal contamination in coastal zones was evaluated by analysis of lhe concentration of certain elements in two brown algae species, Padillfl lJYlwlOspora and Sargasswn stenophyllum, and in a seagrass species, Halodule wrightii. These species were collected in two Rio de Janeiro State regions, Sepetiba Bay, which haS been the brunt of an environmental degradation process over the last decades, and Ribeira Bay, a non-contaminated area. In addition, in si/u transplant experiments with P. gylwlOspora between the two regions were done. The two algal species presented a similar behavior regarding heavy metal accumulation,

I Programa Zona Costeira, Instituto de Pesquisas Jardim Botnico do Rio de Janeiro, Rua Pacheco Leo 915, CEP 22460-030, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. e-mail: gfilho@jblj.gov.br

2 Laboratrio de Radioistopos, Instituto de Biofsica Carlos Chagas Filho, CCS, Universidade Federal do Rio de Janeiro, CEP22490-090, Rio de Janeior, RJ, Brasil

412 Amado Fillio & pfeiffer: Utilizao de macrfitas marinhas no monitoramento da contaminao por metais pesados

indicating high concentrations ofZn and Cd in Sepetiba Bay in relation to Ribeira Bay, a wide distribution of these metaIs along Sepetiba Bay, and a non seasonal temporal variation of heavy metal leveIs, this being related to the inputs of the metal throughout into the Bay. The results of transplant experiments show that P gy/llllospora is able to accumulate the studied metaIs in a short period of time (one month) thus reflecting the ambient bioavailability in Sepetiba Bay, and a low plant metal release in the non-contaminated region. In relation to the seagrass H. wrightii roots and leaves were the main compartments to metal accumulation and the high metal concentration in the roots found in Sepetiba Bay populations could reflect the metal bioavailability in sediments.

Key words - heavy metaIs, coastal ecosystems, Padilla gymllospora, Sargassum stellophyllum, Ha/odu/e wrightii

Introduo

o aumento crescente dos problemas relacionados poluio, causados principalmente por despejos industriais, tem levado a aes no sentido de se estimar os efeitos dos poluentes sobre as comunidades marinhas. Dentre os poluentes lanados no meio marinho, destacam-se os metais pesados e seus compostos, introduzidos no meio atravs de diferentes fontes de origem antropognica, como rejeitos industriais, domsticos e tambm por emisses atmosfricas.

Em especial, uma regio do Estado do Rio de Janeiro, a Baa de Sepetiba, situada a 60km a oeste da cidade do Rio de Janeiro, tem sido caracterizada como contaminada por metais pesados. A principal fonte poluidora desta baa uma indstria beneficiadora de zinco. Acrescido a este problemaj existente, outros fatores determinam a acelerao do processo de degradao ambiental da Baa de Sepetiba, principalmente os relacionados dragagem do sedimento de fundo para a ampliao do Porto de Sepetiba (Multiservice 1997). A dragagem resultou em significativa remobilizao dos metais depositados no sedimento para reas da baa ainda no atingidas diretamente pelos efluentes industriais, como a regio do entorno da Ilha de Jaguanm (Fig. 1).

Os nveis de metais em algumas espcies de macroalgas marinhas, especialmente algumas feofceas, podem atingir concentraes at 20 vezes superiores quando comparados com regies consideradas no contaminadas, sendo indicadas para o monitoramento de metais pesados na Baa de Sepetiba e outras regies do litoral brasileiro (Amado Filho et ai. 1997a; 1997b; 1997c; Karez et ai. 1994a; 1994b).

Outro grupo vegetal que ocorre em ambientes marinhos e estuarinos, as monocotiledneas possuem duas vias distintas para acumulao de elementos essenciais (ou no), as razes e as folhas, sendo que as razes absorvem os elementos disponveis na gua intersticial do sedimento (Lacerda & Rezende 1986). Assim como as macroalgas, essas plantas podem refletir as concentraes de metais no ambiente (Pulich 1980; 1982; Lacerda & Rezende 1986).

O objetivo deste trabalho o de demonstrar a viabilidade da utilizao de macrfitas marinhas no monitoramento de metais pesados em ecossistemas costeiros estuarinos e marinhos, atravs da anlise da concentrao de metais em duas espcies de algas pardas (Phaeophyceae), Padina gymnospora (Ktzing) Sonder (Dictyotaceae) e Sargassum stenophyllum Mart. (Sargassaceae) e uma espcie de monocotilednea marinha, Halodule wrightii Aschers. (Cymodoceaceae), em locais contaminados e no contaminados, bem como por intermdio de experimentos de transplante in situo

Acta boI. bras. 12(3): 411-419.1998 (Suplemento)

Estado do Rio de Janeiro

Oceano Atlntico

B.S. - Baia de Sepetiba B.R. - Baia da Ribeira

30 44"W

Baia de Sepetiba

413

*

30

N

t

km

Figura 1. Mapa com a localizao das Baas de Sepetiba e Ribeira na costa do Estado do Rio de Janeiro. (*) Cidade do Rio de Janeiro. Localizao dos pontos de coleta na Baa de Sepetiba: IM, Ilha da Madeira; IG, Ilha do Gato; PB, Ponto do Boizinho; PG, Praia Grande; PC, Praia do Catita. Seta indica o local da principal fonte de contaminao da Baa de Sepetiba.

414 Amado Filho & Pfeiffer: Utilizao de macr6fitas marinhas no monitoramento da contaminao por metais pesados

Material e mtodos

Monitoramento de metais pesados na Baa de Sepetiba - as amostras das algas Padina gymnospora e Sargassum stenophyllum foram coletadas em cinco locais da Baa de Sepetiba (Ilha da Madeira, Ilha do Gato, Ponta do Boizinho, Praia Grande e Praia do Catita) e um local da Baa da Ribeira (piquarara de Fora), enquanto as amostras de Halodule wrightii foram coletadas em dois locais da Baa de Sepetiba (Ponta do Boizinho e Praia do Catita) e um local da Baa da Ribeira (piraquara de Dentro) (Fig.l). As coletas de algas foram realizadas no perodo de agosto/1996 ajulho/1997. A variao temporal das concentraes de metais desde 1990 1997 foi avaliada atravs de anlises em indivduos de P. gymnospora coletados na Ilha do Gato. As coletas de H. wrightii foram realizadas em abril, junho e setembro/1997.

Aps as coletas, o material foi triado, lavado vrias vezes com gua do local e posteriormente lavado rapidamente em gua destilada e seco a temperatura mdia de 70C at peso constante. Para H. wrightii foram separadas as razes, rizomas e folhas. Fraes de 0,5g (peso seco) foram digeridas em cido ntrico concentrado. Esta soluo foi evaporada e o resduo dissol vido em 10ml de cido clordrico (O, IN). As concentraes de metais foram medidas por espectrofotometria de absoro atmica de chama (Varian AA-1475) em triplicata, e os resultados expressos em J.!g.g-l (peso seco). A eficincia do procedimento analtico foi determinada atravs de anlise comparativa da amostra padro de referncia da Agncia Internacional de Energia Atmica, IAEA - 140 ("sea plant homogenate", Fucus). Foram analisados Cd, Cr eZn nas algas e Cd e Zn em H. wrightii.

Para comparao dos resultados e determinao das possveis diferenas entre os locais de coleta utilizou-se a anlise de varincia (ANOVA) do tipo "one way analysis".

Experimento de transplante com Padina gymnospora - cerca de 25 indivduos adultos de P. gymnospora foram coletados no infralitoral da Praia Grande, fixos pela base em uma tela de nylon e imediatamente transportados para a regio controle no contaminada, Baa da Ribeira. O conjunto, tela de nylon mais plantas, foi fixado a blocos de pedra no infralitoral. Por outro lado, pelo mesmo mtodo, indivduos de P. gymnospora da Baa da Ribeira foram transferidos para a Baa de Se