estudos sobre ecotoxicologia e ecologia relacionados à ... · avalia ç ão no local. determina ç...
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Estudos sobre Ecotoxicologia e Ecologia
relacionados à Plumbum em Santo Amaro
Biól. M.Sc. Silvia Egler - CETEM
Biól. M.Sc. Júlia Carina Niemeyer - UFBA
Prof. Dr. Eduardo Mendes da Silva - UFBA
25 de outubro de 2012 Seminário Santo Amaro – CETEM, RJ
• Decisões sobre remediação • Avaliação dos prejuízos/danos
• Determinar a biodisponibilidade
• Determinar o significado ecológico da
contaminação
Por que avaliar o risco ecológico de locais contaminados?
O passivo da Plumbum oferece algum risco ecológico após quase duas décadas da desativação do empreendimento?
Minima Média Maxima Minima Média Maxima Pb Cd0,04 6,18 0,0042 0,0813 Reis, 1975*
1,6 6,0 CEPED #37,2 0,46 Cunha; Araújo, 2001•
Sedimentos do rio Subaé
0,5 23,7 120 Donnier et al., 1977@
Sedimentos do rio Subaé em São Brás
119 1,19 UFBA, 1996•
Sedimentos do rio Subaé em São Francisco do
Conde62,2 0,189 UFBA, 1996•
Sedimentos da baía de Todos os Santos
877 0,223 Hatje et al., 2006
Peixes 1,03 0,19 Cunha; Araújo, 2001•
Tainha 0,1 0,81
Robalo 0,14 1,5
4 CEPED #80 135 Donnier et al., 1977@
CEPED #13 40 Donnier et al., 1977@
visceras 1,13 4,43 Santos, 2012aSururus 40 60 Donnier et al., 1977@
1,36 0,86 UFBA, 1996•1,15 1,06 Cunha; Araújo, 2001•33,7 0,25 UFBA, 1996•
0,28 5,4 1,1 Santos, 2011Camarão
São Francisco do Conde
0,003
Fonte
2,0∆ 1∆
2,0ⁿ 1ⁿ
Compartimento Ambiental
Ostras
Siris
Aguas do rio Subaé
São Francisco do Conde
Santos, 2011
Valores de referência
0,01
Chumbo Cádmio
Concentração de metais (mg/kg ou mg/L)
Santos, 2011
São Brás
0,19 3,4
Minima Média Maxima Minima Média Maxima Pb Cd0,004 CEPED #
12,35 1,88 Cunha; Araújo, 2001•Banana e laranja 0,01 CEPED #
Frutas e chás 0,18 118,2 0,04 7,39 Magna et al., 2011Tubérculos 14,1 2,32 Cunha; Araújo, 2001•
Vegetais folhosos 215 11,8 CEPED #Gramíneas 85 41,3 Cunha; Araújo, 2001•Gramíneas
300 m 26,4 1,07< 1 km 4,13 0,635> 6 km 6,03 0,201
> 10 km 4,19 0,096> 14 km 0,767 0,263
Gramíneas 820 7,99 Magna et al., 2011n ANVISA, decreto, 1965∆ ANVISA, 1998" peso seco* apud Santos, 2011# período de 1975 a 1980 @ apud Carvalho et al., 1982• apud FUNASA, 2003
1 0,03-0,3"
0,5ⁿ 0,5ⁿ
Fonte
Costa, 2001 (peso umido)
Valores de referência
Frutas e verduras
Compartimento Ambiental
Concentração de metais (mg/kg ou mg/L)Chumbo Cádmio
Qual o significado ecológico do impacto da poluição?
Produção de alimentos
Produção florestal
Reciclagem de matéria orgânica
Qualidade dos recursos
hídricos
Qualidade do ar
Preservação de espécies
Júlia Carina Niemeyer
Coimbra 2012
Ecological risk assessment of a tropical metal contaminated area:
the case study of Santo Amaro, Bahia, Brazil
A Tríade na Análise de Risco Ecológico
Linhas de Evidência (LoE):
Química Concentrações dos contaminantes
Ecotoxicológica
Ensaios ecotoxicológicos
Ecológica Levantamentos a campo
RISCO INTEGRADO
Esquema de ARE em Etapas
ETAPA 1
Descri ç ão Uso do Solo pretendido
ETAPA 1
Modelo conceitual
ETAPA 2
Determina ç ão dos aspectos Ecol ó gicos
ETAPA 2
Varredura
ETAPA 3
Avalia ç ão no local
Determina ç ão do Risco
ETAPA 3
Avaliação detalhada
Determina ç ão do Risco
Efeitos / Risco aceit á veis em
rela ç ão ao uso do solo
pretendido
Efeitos / Risco aceit á veis em
rela ç ão ao uso do solo
pretendido
Efeitos / Risco aceit á veis no
tempo em rela ç ão ao uso
do solo pretendido
Efeitos / Risco aceit á veis no
tempo em rela ç ão ao uso
do solo pretendido
Efeitos / Risco inaaceit á veis
em rela ç ão ao uso do solo pretendido
Efeitos / Risco inaaceit á veis
em rela ç ão ao uso do solo pretendido
MEDIDAS MITIGA Ç ÂO
Remedia ç ão
MEDIDAS MITIGA Ç ÂO
Remedia ç ão
Riscos inaceitáveis -
medidas de mitigação
SOLO
ÁGUA SUPERFICIAL
MICROORGANISMOS
ÁGUA SUBTERRÂNEA
PLANTAS
INVERTEBRADOS TERRESTRES
PÁSSAROS
GADO
HUMANOS
ANFÍBIOS
RÉPTEIS
MICROORGANISMOS
INVERTEBRADOS AQUÁTICOS
PEIXES
PÁSSAROS
MAMÍFEROS
Lixiviação
Escoamento
Dermal absorption
Absorção celular
Absorção
Ingestão; absorção dérmica
Ingestão
IIngestão
Ingestão
Ingestão
Ingestão
Ingestão
Ingestão
Ingestão
Ingestão
Ingestão
Inge
stão
Ingestão
Ingestão;absorção dérmica
Ingestão; absorção dérmica
Absorção celular
Ingestão; absorção
Ingestão; absorção dérmica
Ingestão; absorção dérmica
Ingestão; absorção dérmica
Modelo Conceitual
NIEMEYER, 2012
• Ref 1 (9Km)
Smelter buildings
Urban area
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
• Two transepts T1 and T3 • 5 points at each transept (+ PZ) • 3 reference soils
• Ref 1 (9Km)
Smelter buildings
Urban area
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
• Ref 1 (9Km)
Smelter buildings
Urban area
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
• Ref 1 (9Km) • Ref 1 (9Km)
Smelter buildings
Urban area
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
Construções da Fábrica
Área urbana
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3 400T3
• Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Depósitos de Escória
• 2 transectos T1 e T3 • 5 pontos por transecto (+ PZ) • 3 solos de referência
Amostragem e Solos de Referência
Imagem cedida pelo Prof. Sandro Machado
Comportamento de fuga e o seu significado ecológico
J.C. Niemeyer - Curso técnico - Avanços e desafios da Ecotoxicologia Terrestre no Brasil: ensaios usando organismos de solo, 25/09/12, Porto de Galinhas, PE.
Se os organismos deixam ou evitam o local contaminado, então teremos a perda da população e de suas atividades
nos processos ecológicos.
Christophe Quintin www.insecte.org
Ensaios de Comportamento de Fuga
J.C. Niemeyer - Curso técnico - Avanços e desafios da Ecotoxicologia Terrestre no Brasil: ensaios usando organismos de solo, 25/09/12, Porto de Galinhas, PE.
ISO 17512-2: 2011 ABNT NBR ISO
17512-1:2011
0
20
40
60
80
100
120
P1000T1 P20T3 P400T3 P0 P20T1 P150T1 P50T3 P50T1 P400T1 P150T3 P1000T3
Soil group 1 Soil group 2 Soil group 3
**
**
**
** ** ** ****
** **
*
****
**
**
**
**
****
***
Área da Plumbum e arredores até 1000 m em Santo Amaro, BA
Fuga das minhocas e dos colêmbolos dos solos contaminados.
Niemeyer et al. 2010
% d
e fu
ga
Ensaios com organismos aquáticos função de retenção (ISO 15799)
Ensaios de toxicidade aguda com Daphnia (ISO 6341)
Toxicidade para 150T1
CE50 = 68%
Elutriato 1:4 (solo:água)
Bactéria luminescente Vibrio fischeri
Toxicidade em 50T3
CE50 = 8.6%
Agitado por 18 h Centrifugado a 3000 rpm Armazenado sob refrigeração
LoE - Ecotox
• Ref 1 (9Km)
Smelter buildings
Urban area
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
• Two transepts T1 and T3 • 5 points at each transept (+ PZ) • 3 reference soils
• Ref 1 (9Km)
Smelter buildings
Urban area
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
• Ref 1 (9Km)
Smelter buildings
Urban area
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
• Ref 1 (9Km) • Ref 1 (9Km)
Smelter buildings
Urban area
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
Ruínas da fábrica
Área urbana
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
400T3 • Ref 2 (3Km)
• 1000T3 400T3
• Ref 2 (3Km)
• 1000T3
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
PZ 20T1
50T1 150T1
20T3
50T3
150T3
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Tailing deposits
400T1
• Ref 3 (3Km)
• 1000T1 Depósito de escória
• • •
Função de retenção comprometida:
J.C. Niemeyer - Curso técnico - Avanços e desafios da Ecotoxicologia Terrestre no Brasil: ensaios usando organismos de solo, 25/09/12, Porto de Galinhas, PE.
Há risco para a germinação, crescimento e biomassa de plantas?
Ensaios laboratoriais com plantas. Solos da Área da Plumbum, Santo Amaro, BA
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1000T1 400T1 150T1 50T1 20T1 P. Zero 20T3 50T3 150T3 400T3 1000T3
Avena sativa
Brassica rapa
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1000T1 400T1 150T1 50T1 20T1 P. Zero 20T3 50T3 150T3 400T3 1000T3
Avena sativa
Brassica rapa
Crescimento (Valores de Risco)
Biomassa (Valores de Risco)
J.C. Niemeyer - Curso técnico - Avanços e desafios da Ecotoxicologia Terrestre no Brasil: ensaios usando organismos de solo, 25/09/12, Porto de Galinhas, PE.
Ecotoxicidade e fatores de estresse
Área da Plumbum, Santo Amaro, BA Ponto 50T3
Área de referência (9 km)
Efeitos não previstos pelo ensaio laboratorial com plantas.
J.C. Niemeyer - Curso técnico - Avanços e desafios da Ecotoxicologia Terrestre no Brasil: ensaios usando organismos de solo, 25/09/12, Porto de Galinhas, PE.
Ecotoxicidade e fatores de estresse
Quadrado trançado Veiga and Wildner (1993)
% Cobertura vegetal Área da Plumbum, Santo Amaro, BA
Imagem extraída de Anjos (2003)
Evidências de transporte de contaminantes até o Rio Subaé
Pb Cd Cu Zn Ni Hg As Montante 8 ± 4 < LD < LD 17 ± 6 < LD < LD < LD
Jusante 16 ± 7 < LD < LD 38 ± 11 < LD < LD < LD Canal 28560 ± 234 178 ± 19 2004 ± 95 14947 ± 211 121 ± 75 50 ± 25 644 ± 198
DEZEMBRO 2010 SEDIMENTO
XRF (X-Ray Fluorescence da marca NITON)
Evidências de transporte de contaminantes até o Rio Subaé
Pb Cd Cu Zn Ni Hg As Montante 8 ± 4 < LD < LD 17 ± 6 < LD < LD < LD
Jusante 16 ± 7 < LD < LD 38 ± 11 < LD < LD < LD Canal 28560 ± 234 178 ± 19 2004 ± 95 14947 ± 211 121 ± 75 50 ± 25 644 ± 198
DEZEMBRO 2010 SEDIMENTO
Larva do crustáceo Heterrocypris incongruens (crescimento aos 6 dias) Canal = 100% de mortalidade
Larvas de Chironomus riparius (crescimento aos 10 dias) Canal = crescimento inferior
Danio rerio (mortalidade às 96 h de exposição e taxa de alimentação) Sem toxicidade na coluna d’água
J.C. Niemeyer - Curso técnico - Avanços e desafios da Ecotoxicologia Terrestre no Brasil: ensaios usando organismos de solo, 25/09/12, Porto de Galinhas, PE.
Existe impacto sobre a ciclagem de nutrientes?
Litter bags (bolsas de decomposição)
J.C. Niemeyer - Curso técnico - Avanços e desafios da Ecotoxicologia Terrestre no Brasil: ensaios usando organismos de solo, 25/09/12, Porto de Galinhas, PE.
0
20
40
60
80
100
15th day 43 dias 83 dias 131 dias
Perc
enta
ge re
man
esce
nt
Overall reference
P0
P50T1
P150T1
P400T1
P1000T1
P50T3
P150T3
P400T3
P1000T3
Impacto no processo de decomposição da matéria orgânica.
Litter bags (bolsas de decomposição)
Existe impacto sobre a ciclagem de nutrientes?
J.C. Niemeyer - Curso técnico - Avanços e desafios da Ecotoxicologia Terrestre no Brasil: ensaios usando organismos de solo, 25/09/12, Porto de Galinhas, PE.
Ensaio in situ – bait lamina
Atividade alimentar de microrganismos e invertebrados do solo.
5 cm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Ref 1 P1000T1 P20T3 P400T3 Ref 2 P0 P20T1 P150T1 P50T3 Ref 3 P50T1 P400T1 P150T3 P1000T3
***
****
***
*** *****
Atividade alimentar (média + desvio padrão) indicado pelos bait lamina. (* p≤0.05; ** p≤0.01; *** p≤0.001)
Ensaio in situ – bait lamina
O remanescente da contaminação na área e entorno da Plumbum (Santo Amaro, BA) tem
impacto sobre a diversidade de macroinvertebrados do solo?
• Uso de armadilhas pitfall para invertebrados da superfície do solo
Hipótese: os valores dos índices serão menores nos solos contaminados quando comparados às áreas de referência. • Índices de diversidade (Shannon, Margalef) • Riqueza • Abundância • Uniformidade • Similaridade Etc.
PCA - Axis 1 vs 2 Axis 1 – 17,7% Axis 2 – 13,6%
Mudança na composição das espécies!
Não houve diferenças para diversidade, riqueza e abundância entre os locais contaminados e as áreas de referência.
(A) (R) (I)
(A) (R) (I)
(R)* (I) (I)*
RISCO INTEGRADO
Integrando as linhas de evidência Química, Ecológica e Ecotoxicológica:
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
1000T1 400T1 150T1 50T1 20T1 P. Zero 20T3 50T3 150T3 400T3 1000T3
(A) Área agrícola (R) Área residencial (I) Área Industrial * Solos selados
• Apesar da baixa extractabilidade dos metais, há toxicidade,
que deve ser resultante da biodisponibilidade.
• Ausência de correlação entre a extração 0,01M CaCl2 e efeitos na biota.
• Além da toxicidade, há o estresse físico.
• Impacto negativo sobre serviços ecossistêmicos.
Principais conclusões
• Avaliação da contaminação dos mariscos por metais no estuário do rio Subaé (até próximo à sede municipal de São Francisco do Conde), incluindo a estrutura e avaliação das comunidades bentônicas.
• Intervenção para impedir a migração dos contaminantes da área da Plumbum para outros compartimentos ambientais
• Restauração ecológica das áreas degradadas
http://www.bahiamarina.com.br/
Recomendações (o que falta fazer?)
• Atualização da análise de risco à saúde humana pelo consumo dos alimentos (vegetais, mariscos) contaminados.
• Bioacessibilidade dos metais e risco à saúde humana
• Qualidade ambiental do Rio Subaé
• Intervenções seguidas de monitoramento biológico – Bioacumulação de metais (especialmente mariscos e
plantas) – Reestabelecimento dos serviços ecológicos
Recomendações
Silvia - [email protected] Julia - [email protected] Eduardo - [email protected]
Obrigado!