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“CINÉTICA DE ZINCO E CÁDMIO EM Nodipecten nodosus (LINNAEUS, 1758)
(BIVALVIA : PECTINIDAE)”
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ii
“Cinética de Zinco e Cádmio em Nodipecten nodosus (Linnaeus, 1758) (BIVALVIA :
PECTINIDAE)”
Petrus Magnus Amaral Galvão
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ecologia da Universidade
Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de
Mestre em Ciências Biológicas (Ecologia).
________________________________________________
Prof. Mauro de Freitas Rebelo, Dr. (orientador)
________________________________________________
Prof. Ricardo Coutinho, Dr.
________________________________________________
Prof. Gilberto Amado-Filho, Dr.
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL
FEVEREIRO DE 2007
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iii
GALVÃO, PETRUS MAGNUS AMARAL
“Cinética de Zinco e Cádmio em Nodipec-
ten nodosus (Linnaeus, 1758) (BIVALVIA :
PECTINIDAE)” RJ[Rio de Janeiro] 2007
X 55p. 29,7 cm (Instituto de Biologia/
Universidade Federal do Rio de Janeiro,
M.Sc. PPGE, 2007)
Dissertação
1. Biomonitoramento Ambiental I. IB/ UFRJ
II. Título (série)
iv
AGRADECIMENTOS
- Ao Laboratório de Radioisótopos Eduardo Penna Franca pela formação Técnico-
científica. Professores Mauro Rebelo, João Paulo Machado, Jean R. D. Guimarães e
Olaf Malm, eu os agradeço pelos inúmeros ensinamentos. Aos alunos que sempre
contribuíram em todas as etapas e momentos. Ao Técnico José Ricardo Tomás.
- Aos corpos docentes e discentes dos programas de Pós-Graduação de Ecologia e de
Biofísica.
- À Banca Examinadora pelas contribuições.
- Ao Instituto de Ecodesenvolvimento da Baía de Ilha Grande (IEDBIG). Às pessoas
com as quais lidamos diretamente (nos perdoem a enxurrada de mensagens e
telefonemas, cujos conteúdos se resumiam a solicitações): Diretor Executivo José Luiz
Zaganelli, Biólogos Leonardo Castro e Renan R. Silva.
- Ao Sr. Arinaldo, pescador da Ilha da Madeira, pelo apoio logístico no trabalho de
campo.
- Ao Prof. Leonardo Andrade (Departamento de Histologia e Embriologia - Instituto de
Ciências Biomédicas da UFRJ) pelas contribuições no plano A.
- A tudo e a todos que nos acompanhou na execução desta etapa de nosso projeto.
v
RESUMO GERAL
A atividade de malacocultura vem sendo limitada pela degradação da qualidade
das águas costeiras, principalmente pelo despejo de efluentes domésticos e industriais.
Os metais pesados estão geralmente presentes nestes rejeitos e, apesar de serem
constituintes naturais dos ambientes, representam um risco ambiental quando se
encontram acima dos seus níveis basais. A Baía de Sepetiba (BS) é um ecossistema com
crônico problema de contaminação ambiental por esta classe de contaminantes,
sobretudo por zinco e cádmio. Formando um contínuo estuarino com a BS, a Baía de
Ilha Grande (BIG) abriga fazendas de cultivo de Nodipecten nodosus (Linnaeus, 1758).
O objetivo deste estudo foi avaliar capacidade de integração das concentrações
ambientais de zinco e cádmio nos tecidos moles de N. nodosus. Para tal, as
concentrações de zinco e cádmio no músculo e no divertículo digestivo (DD) foram
determinadas em indivíduos com diferentes idades (6, 8, 10, 12, 13, 14, 15 e 16 meses).
Também se realizou um experimento de transplante de organismos, da BIG para a BS,
onde permaneceram por três meses, retornando para seu local de origem para um mês
de “depuração”. Para caracterizar os ambientes, foram determinadas as concentrações
de zinco e cádmio nas frações “disponível” e “residual” do sedimento superficial,
coletados nos dois locais de permanência dos organismos. A extração dos metais nas
amostras ambientais se deu em meio ácido (HNO
3
e/ou HCl) a quente e/ou a frio, e as
suas concentrações determinadas em espectrofotômetro de absorção atômica de chama
(FAAS Varian 1475) e em forno grafite (GFAAS ZEEnit 60). O DD foi o único
compartimento analisado que apresentou uma correlação positiva e significativa entre a
idade dos indivíduos e o conteúdo de cádmio, variando de 0,8 a 27,2µg.g
-1
. Quanto ao
zinco, N. nodosus aparentemente regula as concentrações de zinco em seus tecidos
moles, uma vez que os valores não apresentaram tendência de acúmulo, variando entre
35,9 e 207,7µg.g
-1
no músculo, e 40,5 e 251,1µg.g
-1
no DD. Apesar dos valores de zinco
e cádmio encontrados no sedimento da BS estarem acima dos verificados na BIG, não
se observa tendência de acúmulo ou depuração destes metais por N. nodosus ao longo
do experimento transplante. Os níveis de zinco e cádmio encontrados no músculo dos
indivíduos em idade comercial estão abaixo dos limites indicados pelas legislações
brasileira e internacional. N. nodosus pode ser prontamente aplicado para avaliar as
concentrações cádmio em ambientes aquáticos marinhos, mas a aparente capacidade de
regulação das concentrações de zinco em seus tecidos precisa ser mais bem estudada
antes de utilizar este modelo biológico em programas de monitoramento ambiental.
vi
GENERAL ABSTRACT
Coastal water pollution by domestic and industrial discharges has been limiting
the bivalve ranching activities. Heavy metals are usually present in these effluents and,
in inspite of it is natural environment constituent, posing environmental risk is posed
when it is found above their baseline concentrations. Sepetiba Bay (SB) has a chronic
heavy metal contamination history especially by zinc and cadmium. The Ilha Grande
Bay (IGB) is adjacent to SB, forming a larger estuarine complex, and hosts lion scallop
Nodipecten nodosus (Linnaeus, 1758) ranching farms. The aim of our study was to
evaluate the accumulation of zinc and cadmium in N. nodosus soft tissues exposed to
environmental concentrations of these contaminants. Zinc and Cadmium concentrations
were determined in muscle and digestive diverticle (DD) in individuals at different ages
(6, 8, 10, 12, 13, 14, 15 e 16 months). A field transplant experiment was also conduced,
transporting organisms from BIG to BS for tree months and returning them to BIG for
one month depuration. Environmental concentrations were estimated through
determination of zinc and cadmium, “available” and “residual” concentrations of
superficial sediment, at both samples stations. Heavy metals extractions were conduced
in hot and/or cold acid (HNO
3
and/or HCl) and concentrations were determined by
Flame and Graphite Furnace Atomic Absorption (FAAS Varian 1475/GFAAS ZEEnit
60). DD was the only tissue to exhibit cadmium accumulation over time. We verified a
positive significant correlation (p<0,05) between age and DD cadmium concentration,
varing from 1,0 to 24,9µg.g
-1
. N. nodosus seems to be able to regulate zinc
concentration in their soft tissues, as no acumulation tendence is observed, with the
values varing from 35,9 to 207,7µg.g
-1
in muscle, and 40,52 to 251,1µg.g
-1
in DD. In
inspite of the zinc and cadmium values found in sediment from SB are higher them the
observed in IGB, no accumulation or depuration tendence of these heavy metals by N.
nodosus is verified belong the transplant experiment. Regarding toxicological risk,
muscular zinc and cadmium concentrations of individuals at commercial age were lower
than regulation threshold. N. nodosus useful to evaluate the cadmium contamination in
marine aquatic environment, but the apparent zinc regulation capacity in their tissues
must be better studier before using this biological tool in environmental monitoring
programs.
vii
SUMÁRIO
1- INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 1
1.1 Metais Pesados ..................................................................................................... 2
1.2 Biomonitoramento Ambiental.............................................................................. 3
1.2.1 Moluscos Bivalves e o Biomonitoramento.................................................. 5
1.3 Biodisponibilidade dos metais pesados................................................................ 6
1.3.1 Incorporação de metais pesados por moluscos bivalves ............................. 7
1.3.2 Compartimentos de acúmulo dos metais pesados no organismo ................ 8
1.3.3 Dificuldades nos estudos de cinética e dinâmica dos metais pesados em
moluscos bivalves................................................................................................. 9
1.4 Malacocultura no cenário nacional..................................................................... 11
1.4.1 O Coquille Saint Jacques (Vieira) ............................................................. 12
1.5 Cultivo de Moluscos Bivalves no Brasil e a associação entre malacocultura e
monitoramento ambiental......................................................................................... 13
2 – OBJETIVO ............................................................................................................... 14
3 - MATERIAL E METODOS ...................................................................................... 15
3.1 Área de Estudo ................................................................................................... 15
3.1.1 Baía de Sepetiba ........................................................................................ 16
3.1.2 Baía de Ilha Grande ................................................................................... 18
3.2 Coletas dos organismos ...................................................................................... 18
3.3 Planejamento Amostral ...................................................................................... 19
3.3.1 Amostras Compostas (“pools”) ................................................................. 19
3.4 Experimento de “Transplante” ........................................................................... 20
3.5 Determinação da concentração de Zinco e Cádmio nos organismos ................. 21
3.6 Determinação da concentração de Cd nos organismos ...................................... 22
3.7 Biometria ............................................................................................................ 23
3.8 Coleta de sedimento ........................................................................................... 24
3.9 Determinação das concentrações de Zn e Cd no sedimento............................... 25
3.10 Controle analítico ............................................................................................. 26
3.11 Condições de análise nos espectrofotômetros de absorção atômica................. 27
3.12 Tratamento dos dados....................................................................................... 28
viii
4 - RESULTADOS & DISCUSSÃO ............................................................................. 28
4.1 Dados Biométricos dos indivíduos da Fazenda Marinha Praia do Náutico (BIG)
.................................................................................................................................. 28
4.2 Relação Idade x Concentração nos indivíduos da Fazenda Marinha Praia do
Náutico (BIG)........................................................................................................... 32
4.3 Concentrações de zinco e cádmio no sedimento superficial .............................. 38
4.4 Experimento Transplante.................................................................................... 38
4.5 Toxicologia......................................................................................................... 42
5-CONCLUSÃO ............................................................................................................ 44
6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 45
7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 46
ix
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Metais pesados empregados nas principais industrias.............................. 2
Figura 2: Relação das concentrações dos metais pesados nos organismos, as suas
atividades e sua ação tóxica...................................................................................... 3
Figura 3: Localização geográfica das principais baías do Estado do Rio de Janeiro:
Baía de Guanabara, Sepetiba e Ilha Grande ........................................................... 15
Figura 4: Localização da Ilha da Madeira na Baía de Sepetiba, onde se acumula o
passivo ambiental da Cia. Mercantil INGÁ............................................................ 17
Figura 5: Processo de abertura e dissecção dos indivíduos de N. nodosus ............ 20
Figura 6: Representação da dimensão de altura da concha de N. nodosus............. 23
Figura 7: Busca fundo com amostra de sedimento superficial............................... 24
Figura 8: Pontos de coleta de sedimento de fundo................................................. 24
Figura 9: Dados de biometria referentes aos espécimes coletados na Fazenda
Marinha da Praia do Náutico na Baía de Ilha Grande (RJ). ................................... 29
Figura 10: Alturas de concha de indivíduos crescidos na Fazenda Marinha do
Náutico – dados fornecidos pelo IEDBIG.............................................................. 30
Figura 11: Espécime de N. nodosus incrustado...................................................... 31
Figura 12: Lanterna de malacocultura utilizada no experimento transplante......... 31
Figura 13: Concentrações em µg.g
-1
de cádmio no Músculo e no Divertículo
Digestivo de espécimes de N. nodosus com 6, 8, 10, 12, 13, 14, 15 e 16 meses,
oriundos da Fazenda Marinha Praia do Náutico, na Baía de Ilha Grande (RJ ....... 32
Figura 14: Concentrações em µg.g
-1
de zinco no Músculo e no Divertículo
Digestivo de espécimes de N. nodosus com 6, 8, 10, 12, 13, 14, 15 e 16 meses,
oriundos da Fazenda Marinha Praia do Náutico, na Baía de Ilha Grande (RJ)...... 33
Figura 15: Concentração de zinco (µg.g
-1
) no músculo dos indivíduos de N.
nodosus utilizados no experimento transplante, na Baía de Sepetiba (BS) e na Baía
de Ilha Grande (BIG).............................................................................................. 39
Figura 16: Concentração de cádmio (µg.g
-1
) no músculo dos indivíduos de N.
nodosus utilizados no experimento transplante, na Baía de Sepetiba (BS) e na Baía
de Ilha Grande (BIG).............................................................................................. 39
Figura 17: Concentração de zinco (µg.g
-1
) no Divertículo Digestivo dos indivíduos
de N. nodosus utilizados no experimento transplante, na Baía de Sepetiba (BS) e na
Baía de Ilha Grande (BIG)...................................................................................... 40
x
Figura 18: Concentração de cádmio (µg.g
-1
) no Divertículo Digestivo dos
indivíduos de N. nodosus utilizados no experimento transplante, na Baía de
Sepetiba (BS) e na Baía de Ilha Grande (BIG)....................................................... 40
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Programa de temperatura utilizado no espectrofotômetro Analytic Jena
ZEEnit 60............................................................................................................ 23
Tabela 2: Valores de percentual de recuperação do material certificado
dereferência adotado para o controle analítico das extrações de Zn e Cd do
tecido mole de N. nodosus.................................................................................. 26
Tabela 3: Valores de r de Pearson e do coeficiente de determinação (r2), entre a
idade dos indivíduos e a altura da concha .......................................................... 30
Tabela 4: Matriz de Correlação entre as variáveis medidas ............................... 34
Tabela 5: Concentrações de zinco e cádmio no músculo e no DD de outras
espécies de pectinídeos, retiradas da literatura................................................... 37
Tabela 6: Concentrações em µg.g-1 das frações “Disponível” e “Total” de Zinco
e Cádmio no sedimento superficial da Baía de Ilha Grande (Praia do Náutico) e
na Baía de Sepetiba (Ilha da Madeira)................................................................ 38
Tabela 7: Concentrações em µg.g
-1
, de Zinco e Cádmio no músculo de N.
nodosus, em idades comerciais para consumo (12 meses), coletados na Fazenda
Marinha do Náutico e calculadas a partir de suas massas úmidas...................... 42
1
1- INTRODUÇÃO
A colonização humana em torno de corpos hídricos representa a dependência do
homem para com a água. Este recurso não atende apenas às necessidades fisiológicas
básicas, uma vez que 70% do corpo humano é constituído de água, mas também as
tarefas mais elementares do dia a dia, como a higiene e o preparo de alimentos; e aos
processos industriais.
O estabelecimento de cidades nas proximidades de rios e estuários também se
relaciona com o uso dos corpos d’água como via de locomoção, tanto para interiorizar a
ocupação nos continentes (pelos rios), como para rota de acesso para mercados
distantes. Outro fato que demonstra a importância estratégica da água para o homem é
que as cidades de maior movimentação econômica abrigam os maiores portos, o que
também pode ser visto de forma inversa: os maiores portos, em geral, estão instalados
na maiores cidades (MINISTÉRIODOSTRANSPORTES, 2000).
Historicamente, com o desenvolvimento e o crescimento dos centros urbanos a
qualidade dos ecossistemas aquáticos tem se deteriorado. O início das atividades
industriais e o uso indiscriminado dos rios, mares, lagos e lagoas para deposição de
rejeitos sólidos e para a diluição dos efluentes líquidos gerados nas cidades, não
consideram que potencial de diluição destes corpos d’água não é infinito.
Além da capacidade limitada de diluição dos corpos d’água, substâncias tóxicas
podem estar presentes nestes efluentes. Entre eles os metais pesados têm destaque por
serem componentes dos sistemas naturais, mas que tem tido sua disponibilidade
aumentada pela atividade humana (Fig. 1), em proporção igual ou maior que a de
origem erosiva (GROOT et al., 1976). Quando estes elementos excedem suas
concentrações naturais (nível basal), passam a representar um risco ambiental
(VIARENGO, 1989).
2
Figura 1: Metais pesados empregados nas principais industrias (adaptado de
(WITTMANN, 1981).
Indústria / processo
Cr Hg Cd Zn Cu Fe Pb Ni Sn Mn
- Refinaria e petroquímica
- Fundição de metal
- Fertilizantes
- Inorgânicos alcalinos e
derivados de cloro
- Automobilísticas e
aeronáutica
- Papel celulose e madeira
- Vidro, cimento e amianto
- Têxtil, couro e corantes
- Usinas hidrelétricas
1.1 Metais Pesados
A classe dos metais compreende o maior grupo da tabela periódica dos
elementos químicos, sendo o termo “metal” referente à característica de boa
condutividade elétrica e térmica. Compreendem-se como metal pesado, aqueles
elementos cuja densidade excede 5,0 g/cm
3
(m/v) (WITTMANN, 1981).
Alguns metais são fundamentais para a manutenção de atividades biológicas,
uma vez que são constituintes de proteínas e enzimas sendo também denominados de
“microelementos” ou “metais essenciais”. Assim, mesmo em casos onde os metais
aparecem em concentrações traço, estes são importantes, e influenciam diretamente as
funções biológicas (WITTMANN, 1981). São tidos como metais pesados essenciais
cálcio, potássio, sódio, magnésio, ferro, zinco, cobre, manganês, cobalto, molibdênio,
selênio, cromo, níquel, estanho lítio e vanádio (ICRP, 1974). Os metais de transição
essenciais, como o zinco e principalmente o ferro, funcionam como catalizadores de
reações bioquímicas (ex.: carboxipepitidase A e B; anidrase carbônica; deidrogenase;
piruvato carboxilase; etc.) (WITTMANN, 1981).
Os metais pesados não-essenciais para as funções biológicas são tolerados pelos
organismos até certo nível de concentração. A partir deste ponto podem causar efeito
tóxico, podendo levar o indivíduo à morte. Os elementos essenciais, quando estão em
concentrações abaixo das necessárias para o desempenho das funções vitais, podem
prejudicar as atividades biológicas normais. Por outro lado, mesmo os metais essências,
3
a partir de determinada concentração, passam a também produzir efeito tóxico, como é
ilustrado pela figura 2.
Figura 2: Relação das concentrações dos metais pesados nos organismos, as suas
atividades e sua ação tóxica (adaptado de (WITTMANN, 1981).
Os sedimentos oceânicos são consideradas como a última parte do ciclo
hidrológico dos metais pesados, sendo estes removidos da coluna d’água para o
sedimento, onde permanecerão por alguns milhões de anos antes de retornarem ao ciclo.
São três as principais vias de entrada destes elementos no oceano: pelos rios, pela
atmosfera e por fontes hidrotermais (SALOMONS e FORSTNER, 1984).
Geologicamente, a ação erosiva sobre rochas com diferentes composições
metálicas, resultou em sedimentos constituídos por metais pesados em diferentes
proporções (LEINZ e AMARAL, 1978). Com a precipitação e deposição de compostos
em suspensão na coluna d’água, o sedimento também é um integrador da variação das
concentrações ambientais dos metais pesados (FÖSTNER, 1983). Por outro lado,
processos de remobilização abióticos e/ou bióticos (bioturbação), podem ressuspender o
particulado para a coluna d’água (CHAPMAN et al., 1998). Desta forma, a coluna
d’água é a via de transferência do metal, tendendo a um equilíbrio entre água, biota e
sedimento (PHILLIPS, 1995).
1.2 Biomonitoramento Ambiental
Desde a Conferência das Nações Unidas (ONU) para o Meio Ambiente em
Estocolmo (1972), passando pelas Conferências das Partes da Convenção do Clima da
carência
Saudável /
Tolerável
tóxico
letal
Manutenção, Crescimento
Concentração
Elementos
Essenciais
tolerável tóxico
Concentração
Elementos
Não-essenciais
letal
carência
Saudável /
Tolerável
tóxico
letal
Manutenção, Crescimento
Concentração
Elementos
Essenciais
tolerável tóxico
Concentração
Elementos
Não-essenciais
letal
4
ONU no Rio de Janeiro (1992), em Kyoto (1997), e em Nairóbi (2006), e da Cúpula
Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável em Johanesburgo (2002), o tema meio
ambiente ocupa cada vez mais espaço nos meios de comunicação. Com isso, são
estabelecidos tratados e acordos multilaterais entre países dos diferentes continentes,
comprometendo seus signatários a reduzir a emissão de poluentes no ambiente.
De uma forma geral, se observa duas frentes de atuação: não poluir os sistemas
que ainda estão íntegros, e despoluir os já degradados. Para isso, avaliar a presença e os
efeitos dos contaminantes no ambiente e nos organismos é um passo fundamental. As
informações obtidas através do monitoramento ambiental fornecem subsídios para que
os tomadores de decisões promovam a preservação de áreas íntegras (ex.: obtenção de
valores de referência, níveis basais, para os contaminantes ambientais); e para que
controlem as ações de despoluição das áreas já impactadas.
Determinar as concentrações dos contaminantes na biota significa monitorar os
níveis da fração “biodisponível” destes no meio ambiente. Uma vez acumulado nos
tecidos do organismo, esta concentração expressa uma medida integrada do tempo de
exposição, que é relevante para o monitoramento ambiental (BRYAN et al., 1980).
Neste sentido, foram criados a partir da década de 80, programas internacionais
de monitoramento ambiental, dentre os quais destacamos o “Mussel Watch” (1986). Os
moluscos bivalves, entre eles as ostras do gênero Crassostrea e mexilhões do gênero
Mytilus, foram os modelos biológicos escolhidos para a determinação das concentrações
biodisponíveis
1
dos contaminantes no ambiente (O'CONNOR, 1996; O’CONNOR,
1998).
Espécies utilizadas para quantificar a fração biologicamente disponível de
contaminantes persistentes no ambiente são escolhidas segundo suas capacidades de
acumular contaminantes sem apresentarem respostas tóxicas. Estes organismos podem
auxiliar na identificação de como os poluentes se distribuem no ambiente.
As espécies “sentinelas” são aquelas que possibilitam o estabelecimento de uma
relação estatística simples entre a concentração encontrada na fonte de contaminantes
(sedimento, água, particulado em suspensão, etc), e a observada em seu tecido. Esta
relação informa o “poder de resolução” do sentinela, e permite avaliar em que escala de
1
Biodisponível é a fração da concentração total do contaminante, que está mais potencialmente
disponível à biota.
5
tempo/espaço que a espécie responde à variação das concentrações ambientais dos
contaminantes (BEEBY, 2001).
1.2.1 Moluscos Bivalves e o Biomonitoramento
A análise de concentrações de contaminantes em bivalves filtradores já vem
sendo feita há 40 anos (BROOKS e RUMSBY, 1967). Os moluscos bivalves
apresentam algumas características que os tornam interessantes para serem escolhidos
em programas de biomonitoramento ambiental. Entre elas: ocorrem em estuários e
zonas costeiras; não escapam da poluição se deslocando para outras áreas por serem
sésseis; vivem por um tempo relativamente longo, o que permite estudos de largo prazo;
apresentam ampla distribuição geográfica, facilitando a inter-comparações de dados de
regiões diferentes; aparecem freqüentemente em alta densidade e com fácil coleta;
acumulam em seus tecidos concentrações de contaminantes acima do encontrado na
fonte de contaminação sem apresentarem efeitos tóxicos, etc. (CUNNINGHAM, 1979).
Os ecossistemas onde estes animais ocorrem, coincidem com áreas de atividade
portuária ou entradas de efluentes domésticos e industriais (geralmente localizados em
estuários e manguezais). Mas principalmente, é o hábito alimentar destes animas que os
tornam suscetíveis à incorporação de contaminantes, tanto pelo ingerido pelo alimento,
como pelo o que se encontra na fração solúvel da água (RAINBOW, 2002).
Os bivalves filtradores não só capturam seu alimento como também o
manipulam. A redução da área superficial dos filamentos branquiais decorreu de um
processo de alongamento, dobramento e aumento do número destas estruturas. À
medida que estas alterações ocorrem, a corrente de água ventilatória (antes exclusiva
para a respiração) passa a filtrar partículas em suspensão. A partir da possibilidade de
captação do alimento suspenso na coluna d’água, os moluscos bivalves iniciaram uma
explosão adaptativa que resultou em uma larga variedade de bivalves filtradores,
chamados Lamelibrânquios (RUPPERT, 1996).
Com uma dieta de partículas heterogêneas e relativamente diluídas, (WARD e
SHUMWAY, 2004), um mexilhão chega a filtrar um volume de 5L de água por hora
(ANANDRAJ et al., 2002). Desta forma, os Lamelibrâquios concentram em suas
brânquias o particulado em suspensão disperso na coluna d’água. Considerando que,
substancias/elementos potencialmente tóxicos podem estar associados ao material
captado pelas estruturas coletoras de alimento, a análise de contaminantes nos tecidos
6
de bivalves é um reflexo da concentração destas substâncias na matéria orgânica
particulada em suspensão (MOPS).
A concentração de contaminantes determinada nos tecidos de moluscos bivalves
representa uma medida integrada da variação d composição da MOPS. A amplitude da
maré em ambientes estuarinos e a contribuição continental pelo run off (aporte de
elementos dos ambientes terrestres pelas águas da chuva), são fatores que levam a uma
variação na composição da MOPS na coluna d’água destes ecossistemas. Assim, uma
amostragem representativa deste compartimento, a fim de se determinar as
concentrações de contaminantes presentes na MOPS, requer um esforço cercado de
cuidados (instalação de coletores no ambiente, coletas temporais e sazonais, etc.).
Pelo hábito alimentar de suspensívoro filtrador, os moluscos bivalves estariam
mais expostos a agentes tóxicos que espécies com menor atividade filtradora. Assim, a
adoção destes animais como um modelo biológico para se estimar a exposição da biota
a contaminantes, pode ser qualificada como uma opção mais “conservadora” para o
monitoramento ambiental.
1.3 Biodisponibilidade dos metais pesados
Quanto menor for a concentração das substâncias de co-precipitação do meio, os
metais pesados ficarão mais na fração dissolvida. Esta tendência será reforçada em
ambientes onde haja mais formas químicas com características ácidas (baixo pH). E
ainda, a disponobilidade do oxigênio para processar a matéria orgânica presente no
ambiente (alto potencial de óxi-redução), também favorecerá a permanência dos metais
na coluna d’água na fração dissolvida (SALOMONS e FORSTNER, 1984).
Em ambientes aeróbicos, são os óxidos e hidróxidos de Fe e Mn (FeOOH e
MnOOH) que assumem uma função relevante na determinação da mobilidade dos
metais pesados. Ao se ligarem aos metais (FeOOMe
+
e MnOOMe
+
), formam
complexos estáveis, diminuindo a disponibilidade destes elementos para a biota.
A MOPS é a principal via de transporte de metais pesados dos sistemas
continentais para as águas marinhas. O MOPS age como um “capturador” destes
elementos na comuna d’água, formando complexos estáveis, que precipitam para o
sedimento. O particulado mais fino e o material coloidal apresentam uma velocidade de
sedimentação menor, permanecendo na coluna d`água, podendo ser transportado através
de maiores distâncias (GROOT et al., 1976).
7
Algumas formas químicas complexantes que determinam a biodisponibilidade
dos metais são bem descritas na literatura. Um exemplo é a formação de complexos
com os sulfetos voláteis em ácido, produzidos pela redução do sulfato por atividade
microbiana, ou pela oxidação da matéria orgânica, que libera o ácido sulfídrico. Estes
ácidos reagem com outras formas químicas do metal, gerando complexos mais estáveis
no ambiente (MeS
(s)
– onde Me representa qualquer metal pesado) (CHAPMAN et al.,
1998). Em ambiente de manguezal, onde há escassez de oxigênio no sedimento, este
processo é relevante na definição da mobilidade dos metais adsorvidos à matéria
orgânica do sedimento.
Considerando as variáveis abióticas descritas acima, pode-se dizer que os
ambientes aquáticos, de uma forma geral, apresentam certa capacidade de reduzir a
biodisponibilidade dos metais introduzidos no sistema. Isto porque, a presença de
ligantes nestes ambientes adsorvem os metais que estão na forma de íon livre
(dissolvidos) (SALOMONS e FORSTNER, 1984).
E finalmente são as características de cada organismo (espécie e indivíduo) que
determinam a habilidade de incorporação de um elemento, definindo assim a sua
biodisponibilidade (RAINBOW e PHILLIPS, 1993).
1.3.1 Incorporação de metais pesados por moluscos bivalves
Os metais pesados apresentam grande afinidade química por enxofre, nitrogênio
e oxigênio. Como os aminoácidos que constituem as proteínas são ricos nestes
elementos (NIEBOER e RICHARDSON, 1980), não faltam potenciais pontos de
ligação entre metais pesados e as moléculas biológicas. Uma vez estabelecida esta
interação, os metais pesados podem prejudicar o metabolismo normal das moléculas, o
que torna todos os metais potencialmente tóxicos (RAINBOW, 2002).
Os metais são distribuídos na célula/organismo, o que pode levar a uma a
ligação não específica com proteínas e outros constituintes celulares. O grau de
saturação dos sítios de interação dos alvos celulares com as formas químicas dos metais
é determinante para o alcance da toxicidade destes elementos (PHILLIPS, 1989). E
ainda, os receptores celulares dos metais pesados podem ser alterados sob diferentes
condições ambientais (CHAPMAN et al., 1998).
Assim, a disponibilidade de contaminantes para a biota só pode ser
apropriadamente medida analisando-se o tecido de organismos alvo (RAINBOW e
8
PHILLIPS, 1993), uma vez que esta biodisponibilidade se torna mais uma propriedade
do organismo do que do ambiente ou da substância química (BEEBY, 2001).
Uma vez incorporados aos organismos, diversos processos de metabolização,
biotransformação e detoxificação podem atuar sobre os metais pesados, alocando estes
elementos em diferentes compartimentos sob formas inertes (não disponíveis). Entre
estes mecanismos, a ligação com proteínas de alta afinidade por metais pesados
(metalotioneínas) ou a formação de grânulos minerais insolúveis, que posteriormente
podem ser excretados (DEPLEDGE e RAINBOW, 1990)
1.3.2 Compartimentos de acúmulo dos metais pesados no organismo
A concentração de metais nos tecidos de invertebrados marinhos varia
enormemente (EISLER, 1981): tanto de elemento para elemento; como em relação a
associação com outros elementos contaminantes; quanto a natureza do tecido ou órgão;
ou em relação a diferenças entre indivíduos de uma mesma espécie (DEPLEDGE e
RAINBOW, 1990).
Uma vez incorporados no organismo, os metais são transportados em seu
interior para suprir o requerimento dos diferentes tecidos. A hemolinfa é o meio pelo
qual esses elementos são carreados. Os metais estão principalmente associados a
proteínas citosólicas ou em lisossomos dos hemócitos, ou podem estar diluídos na
hemolinfa (Depledge & Bjerregaard 1989; Marigomez et al. 2002).
A concha pode servir como um depósito de metais na forma de grãos amorfos,
atingindo concentrações três ordens de grandeza acima que a encontrada no meio
aquoso (SIMKISS, 1993). A mesma carga elétrica do cádmio e do cálcio, a proximidade
entre os raios atômicos dos dois elementos, e a semelhança na distribuição de elétrons
na camada mais externa, favorecem a competição pelos mesmos sítios de ligação
(BELCHEVA et al., 2006).
Há registros da transferência ativa de metais pesados do tecido mole para o
bisso, o que caracteriza este tecido como uma via de excreção destes elementos
(SZEFER et al., 2006). Constituído de componentes protéicos (colágeno), resíduos de
glicina e prolina, o bisso apresenta sítios de ligação em sua superfície para metais
presentes na água (BDOLAH e KELLER, 1976), o que também lhe confere uma alta
taxa de incorporação destes elementos (COOMBS e KELLER, 1981).
9
O manto é um tecido conjuntivo ligado por um epitélio, sendo o mais importante
entre os moluscos, é também um tecido de acúmulo de metais pesados. A superfície
interior é composta por colágeno, células ciliadas, e células secretoras de muco
(mucócitos), que são dedicadas ao acúmulo e transporte dos rejeitos da cavidade do
manto (COAN et al., 2000). O muco participa na captação de alimento, sendo também
uma via de incorporação de metais pesados, uma vez que serve de sítio de ligação para
estes elementos por estar envolvido na metabolização de cátions divalentes
(MARIGOMEZ et al., 2002).
Assim como o manto, as brânquias estão em contato direto com os metais
pesados presentes no meio circundante, sendo a principal interface para a incorporação
destes elementos dissolvidos na água (VIARENGO, 1989).
O tecido que mais se tem focado para avaliações de impacto ambiental é o
divertículo digestivo (ou glândula digestiva). Enquanto que as brânquias refletem
exposições recentes (aguda), a glândula digestiva integra um tempo maior de exposição
(crônica) (HAMZA-CHAFFAI et al., 2000), sendo assim o mais recomendável para o
biomonitoramento ambiental (SOTO et al., 1997).
O músculo também é um tecido de estoque de metais pesados
(CUNNINGHAM, 1979), porém em menores proporções (REBELO, 2001;
BUSTAMANTE e MIRAMAND, 2005a; NØRUM et al., 2005). Este tecido ganha mais
relevância em estudos toxicológicos, uma vez que o músculo é a parte comestível mais
apreciada de moluscos bivalves, podendo ser vetor de transferência de contaminantes
para o humano.
1.3.3 Dificuldades nos estudos de cinética e dinâmica dos metais pesados em
moluscos bivalves
A toxicidade de determinado elemento está relacionada com a dose a qual o
organismo é submetido, e a dose é dada pela concentração e tempo da exposição.
Assim, estimar o tempo ao qual um animal ficou exposto a contaminantes presentes no
ambiente é fundamental. Esta informação não está acessível na maioria das vezes, uma
vez que os estudos de cinética e dinâmica dos contaminantes no ambiente são
conduzidos em organismos coletados em campo.
10
A relação do tamanho com a idade não é dificilmente aplicável aos organismos
incrustantes (ex.: ostras e mexilhões), uma vez que ao competirem por espaço no
substrato consolidado, apresentam padrões de crescimento diferenciado .
Quando não é possível se estabelecer a idade dos espécimes analisados, e se
deseja fazer um acompanhamento temporal das concentrações de contaminantes em
populações naturais, alguns cuidados devem ser tomados. O desenho do planejamento
amostral que considerar a taxa na qual a população em foco está se renovando
(MANCERA e MENDO, 1996), terá menos probabilidade de se equivocar na
interpretação de seus resultados. Isto porque, uma vez determinada com que velocidade
os a maioria dos indivíduos são substituídos, os intervalos temporais da coleta serão
inferiores ao período no qual a maior parte da população será renovada. Nesta situação,
se reduz a possibilidade de se coletar um organismo recém recrutado que apresenta um
tempo de exposição consideravelmente menor que os anteriormente amostrados.
Outro fator que tem se mostrado relevante para as variações das concentrações
de metais no tecido mole de moluscos bivalves é o estágio reprodutivo em que se
encontra o animal. A literatura tem descrito não só a possível eliminação de
contaminantes pelos gametas, mas como a alteração da cinética destes elementos nos
organismos (NØRUM et al., 2005; BELCHEVA et al., 2006).
Além da diferença de idade, ou o tempo de exposição, a variabilidade genética
da população dos espécimes coletados, podem influenciar na resposta obtida nos
experimentos conduzidos com estes animais (DEPLEDGE et al., 1995). Isto porque,
duas populações podem estar separadas geneticamente, apresentando, por exemplo,
isoformas de proteínas relacionadas a mecanismos de detoxificação (metalotioneína)
com eficiência diferenciada.
Retirar indivíduos de um local e transplantá-los para outro, tem sido uma técnica
utilizada para se avaliar a biodisponibilidade de um contaminante no meio ambiente,
além de estimar o intervalo de integração (incorporação e eliminação) deste
contaminante com o organismo (WALLNER-KERSANACH et al., 2000; AMARAL,
2002). Estes experimentos do tipo “transplante” permitem um maior controle do tempo
de exposição.
Durante a condução de um experimento de transplante é possível avaliar mais de
um efeito ou resposta do organismo (“end point”), como por exemplo, acúmulo de
metais pesados nos tecidos (WALLNER-KERSANACH et al., 2000; AMARAL et al.,
11
2005), e/ou a quebra do ADN através dos ensaios de miconúcleos (BOLOGNESI et al.,
2004).
Atualmente, o cultivo comercial de moluscos bivalves fornece animais de
procedência (“pool” genético) semelhante e idade conhecida. Com esta estrutura, é
possível determinar o tempo de exposição dos organismos aos contaminantes, o que
facilitaria a interpretação dos dados obtidos nos experimentos conduzidos com estes
animais.
1.4 Malacocultura no cenário nacional
No Brasil, a atividade de malacocultura em escala comercial inicia apenas no
final da década de 80 (MERCADODAPESCA, 2006). Dispondo de uma costa
margeada pelo Oceano Atlântico, com mais de 8.000 km de extensão, o Brasil ainda
apresenta uma produção incipiente frente ao seu potencial produtivo. A mitilicultura, a
ostreicultura e a pectincultura são as principais linhas de produção brasileira em
malacocultura.
Das espécies que ocorrem no litoral brasileiro (Mytilus edulis platensis -
D'orbigny, 1846; Mytella falcata - D'orbigny, 1846; Mytella guyanensis – Lamarck,
1819; e Perna perna - Linnaeus, 1758) apenas o Perna perna é potencialmente
cultivada, sendo o Estado de Santa Catarina o maior responsável por esta produção (93
% da produção nacional de mexilhões) (MERCADODAPESCA, 2006).
Uma espécie promissora encontrada no ambiente estuarino é a M. falcata
(“Sururu”). Com uma produção estimada entre nove e 10 kg por metro linear, em 8
meses, já há esforços para se montar a cadeia produtiva deste recurso nas áreas
potenciais (MERCADODAPESCA, 2006).
Três espécies são utilizadas na ostreicultura, a ostra japonesa ou do pacífico
Crassostrea gigas (Thumberg, 1795), a Crassostrea rhizophorae (Guilding, 1828) e a
Crassostrea brasiliana (Lamarck, 1819). A primeira é produzida principalmente no
Estado de Santa Catarina, onde as instalações de laboratório para a larvicultura são
referência no Brasil. As duas outras são espécies nativas, e suas produções baseiam-se
na captação de sementes em bancos de populações naturais, com destaque para os
Estados do Paraná, São Paulo, Espírito Santo, Bahia, Pernambuco, Sergipe, Ceará e
Maranhão.
12
Quanto à pectnicultura, esta ainda encontra-se em fase inicial no Brasil,
concentrando-se na Baía de Ilha Grande/RJ e na região do Vale do Itajaí/SC. Das quinze
espécies de Pectinídeos que ocorrem no Brasil, três são de interesse comercial, e
Nodipecten nodosus (Linnaeus, 1758) é a que atinge maior tamanho, teve seus bancos
naturais ameaçados pela extração desordenada na década de 80 (FONSECA, 2004).
Devido ao alto valor comercial (US$ 15,00/dúzia) (PETROBRAS, 2005) e à
crescente demanda por vieiras (ou coquille de St. Jacques), o cultivo desta espécie tem
sido visto como uma alternativa promissora para diversificar os produtos da
malacocultura brasileira.
1.4.1 O Coquille Saint Jacques (Vieira)
N. nodosus ocorre de forma descontínua entre a região do Caribe, até as
proximidades da Ilha de Santa Catarina, e em alguns pontos da África (São Tomé e
Príncipe, Golfo do Gabão e Ilha Ascenção) (RIOS, 1994). É uma espécie epibentônica,
que ocupa a zona do infralitoral, entre os limites dos substratos rochosos e arenosos,
geralmente em ambientes sombreados. Podem estar fixados pelo bisso em substratos
consolidados (rochas e corais), ou livres sobre o fundo arenoso (FONSECA, 2004).
O grande interesse comercial sobre espécies da Superfamília Pectinoidea
(Rafinesque, 1815) por parte do ramo da malacocultura, é demonstrado nas publicações
científicas em periódicos internacionais (MENDOZA et al., 2003; RUPP et al., 2004a;
RUPP et al., 2004b; RUPP e PARSONS, 2004; RUPP et al., 2005; RUPP et al., 2006),
onde se observa a denominação genérica de “lion’s paw scallop”, ou vieira pata de leão.
No Brasil (RJ), o Instituto de Ecodesenvolvimento da Baía de Ilha Grande
(IEDBIG) no Rio de Janeiro, produz larvas e pós-larvas em laboratório e prepara
sementes para a engorda. Estima-se que para 2007 a região da Baía de Ilha Grande
(BIG), abrigue cerca de 40 fazendas de malacocultura produzindo N. nodosus.
Moluscos bivalves do tipo “vieira" (scallop) bioacumulam metais pesados
(GEORGE et al., 1980; STONE et al., 1986; FOWLER e GOULD, 1988;
BUSTAMANTE e MIRAMAND, 2004). Porém, não encontramos estudos que
utilizassem N. nodosus como sentinela para monitoramento de contaminação ambiental
por metais pesados.
13
Para se utilizar uma espécie como um biomonitor (sentinela), no entanto, é
necessário que se avalie a variação das concentrações dos elementos com o tamanho, e
o efeito da sazonalidade (BUSTAMANTE e MIRAMAND, 2004).
1.5 Cultivo de Moluscos Bivalves no Brasil e a associação entre malacocultura e
monitoramento ambiental
Após vinte anos de atividade do programa “Mussel Watch”, já existe uma boa
compreensão sobre a variação espécie-específica nas concentrações de contaminantes
ambientais nos tecidos dos moluscos bivalves (RAINBOW, 2002; LUOMA e
RAINBOW, 2005). Assim, é importante buscarmos mais conhecimentos a respeito das
espécies nativas de cada região, a fim de se ponderar a possível adoção destes
organismos como modelo biológico para o monitoramento ambiental.
Para superar as dificuldades encontradas para a interpretação dos dados obtidos
em trabalhos com organismos coletados no campo, acreditamos que o consorciamento
entre a malacocultura e a toxicologia ambiental pode beneficiar ambas as atividades.
Pelo lado da ciência, a estrutura do cultivo disponibiliza embriões, larvas,
juvenis e adultos, com idade conhecida e com uma homogeneidade genética e
ambiental, o que favorece a interpretação dos resultados obtidos nas analises
ambientais.
Para a malacocultura, os resultados obtidos pela toxicologia podem oferecer à
sociedade civil (associação de maricultores e afins) dados técnico-científicos da
qualidade ambiental dos locais de seus cultivos. Desta forma, os maricultures obtêm
respaldo científico para, juntamente com os acadêmicos, pressionarem o poder público a
controlar a emissão de poluentes no meio ambiente.
A avaliação da qualidade do pescado produzido, conferindo selos de segurança
toxicológica às fazendas, agrega valor ao produto. Em se tratando de maricultura, não
apenas no Brasil mas no cenário mundial como um todo, esta tem sido uma meta cada
vez mais prioritária (ABIA, 1991; FDA, 2003; FAO e OMS, 2004).
Além do risco toxicológico do consumo humano do pescado contaminado, já se
tem bem estabelecido a relação entre a presença de contaminantes e a debilidade do
sistema imunológico no pescado (LIAO et al., 2006), o que favorece a propagação de
pragas entre os espécimes do cultivo. Como conseqüência, a alocação de recursos
energéticos dos organismos, que deveria estar prioritariamente voltada para seu
14
crescimento, é desviada para suprir outras demandas energéticas, tanto para a
excreção/depuração de contaminantes, como ao combate a doenças e infecções
(PAOLIELLO e SILVA, 2003; LIAO et al., 2006).
Os prejuízos para a malacocultura também podem ser notados pela diminuição
das taxas de crescimento dos organismos, quando expostos a contaminantes, como os
metais pesados (SOTO et al., 2000; BELCHEVA et al., 2006).
Os ecossistemas e as pessoas associadas a estes também serão contemplados
com as benesses decorrentes do consorciamento entre a toxicologia ambiental e a
malacocultura. Trata-se de uma proposta de monitoramento ambiental, que utiliza uma
espécie “crítica” para gerar informação e conhecimento acerca dos possíveis efeitos
deletérios que os contaminantes estejam causando ao ambiente. E desta maneira, se
buscar a preservação da biodiversidade dos ecossistemas em questão, e do
aproveitamento saudável dos recursos naturais que estes podem oferecer.
2 – OBJETIVO
O objetivo geral deste estudo foi à avaliação da capacidade de integração das
concentrações ambientais de zinco e cádmio nos tecidos moles de N. nodosus.
E como objetivos específicos:
1. Verificar a influência do tempo de exposição no acumulo de zinco e cádmio
em espécimes de N. nodosus;
2. Verificar a influência da altura da concha no acumulo de zinco e cádmio em
espécimes de N. nodosus;
3. Comparar as concentrações de zinco e cádmio acumuladas no músculo e
divertículo digestivo de N. nodosus;
4. Avaliar as concentrações de zinco e cádmio (acumulação e eliminação) em N.
nodosus transplantados de uma região para outra.
15
3 - MATERIAL E METODOS
3.1 Área de Estudo
O Estado do Rio de Janeiro apresenta um litoral recortado, com três baías de
importância sócio-econômica no panorama nacional: Baía de Guanabara, Baía de
Sepetiba (BS) e Baía da Ilha Grande (BIG) (Fig. 3).
Figura 3: Localização geográfica das principais baías do Estado do Rio de Janeiro: Baía
de Guanabara, Sepetiba e Ilha Grande. Unidades de geoposicionamento em graus.
Imagem de linha de costa extraída do portal
http://oas.ngdc.noaa.gov/mgg/plsql/extract.mapit.
Estas baías possuem grandes bacias de drenagem que contribuem com um aporte
de águas continentais de matéria orgânica para estes sistemas. Também é comum nestas
três baías a presença de manguezais, sobretudo na região de fundo (mais distante do
mar). Estas condições, aliada às suas águas protegidas, favorecem a atividade pesqueira
nas baías tanto de espécies residentes como de espécies que completam apenas uma
etapa de seus ciclos de vida dentro destes ecossistemas.
Os experimentos na elaboração desta pesquisa foram conduzidos na BS e na
BIG e as características gerais destes sistemas serão apresentadas.
N
Baía de Ilha Grande
Baía de Sepetiba
Baía de Guanabara
044.31O
23.22S
043.12O
Brasil
RJ
22.48S
N
Baía de Ilha Grande
Baía de Sepetiba
Baía de Guanabara
044.31O
23.22S
043.12O
Brasil
RJ
22.48S
N
Baía de Ilha Grande
Baía de Sepetiba
Baía de Guanabara
044.31O
23.22S
043.12O
Brasil
RJ
22.48S
Baía de Ilha Grande
Baía de Sepetiba
Baía de Guanabara
044.31O
23.22S
043.12O
Brasil
RJ
22.48S
N
Baía de Ilha Grande
Baía de Sepetiba
Baía de Guanabara
044.31O
23.22S
043.12O
Brasil
RJ
22.48S
N
Baía de Ilha Grande
Baía de Sepetiba
Baía de Guanabara
044.31O
23.22S
043.12O
Brasil
RJ
22.48S
N
Baía de Ilha Grande
Baía de Sepetiba
Baía de Guanabara
044.31O
23.22S
043.12O
Brasil
RJ
22.48S
Baía de Ilha Grande
Baía de Sepetiba
Baía de Guanabara
044.31O
23.22S
043.12O
Brasil
RJ
22.48S
16
3.1.1 Baía de Sepetiba
A Baía de Sepetiba (BS) localizada entre as latitudes 22º54' - 23º04'S e as
longitudes 043º34' - 044º10'O, é um corpo d’água com 305 km
2
de área e 130 km de
perímetro. É limitada a nordeste pela Serra do Mar, ao norte pela Serra de Madureira, a
sudeste pelo Maciço da Pedra Branca e ao sul pela Restinga da Marambaia.
A ampliação do Porto de Sepetiba, com planos de torná-lo o maior da América
Latina (FEEMA, 1998), veio acompanhada da necessidade de dragar (a partir de 1996)
o fundo da Baía de Sepetiba para viabilizar a entrada de embarcações de maior calado.
A deposição de todo o material retirado (20.866.000 m
3
de sedimento) foi
realizada no interior da baía e contribuiu para que as concentrações de metais pesados
no material em suspensão na coluna d’água da baía atingissem valores de duas a vinte
vezes superiores aos encontrados no sedimento de fundo. Com isso, aumentou a
probabilidade destes elementos entrarem na cadeia trófica deste ecossistema (CDRJ,
1997)
A contaminação ambiental por metais pesados (sobretudo zinco e cádmio) na
biota (peixes, algas e moluscos), na água e no sedimento da Baía de Sepetiba já foi alvo
de diversos estudos (LACERDA, 1983; LACERDA et al., 1985; LIMA et al., 1986;
LACERDA et al., 1987; BARCELLOS et al., 1991; ANDRADE, 1992; DORNELLES,
1993; RESENDE, 1993; BARCELLOS e LACERDA, 1994; KAREZ et al., 1994;
AMADO-FILHO e PFEIFFER, 1998; FEEMA, 1998; KEHRIG et al., 1998; REES et
al., 1998; DORNELLES, 2000; REBELO, 2001; JUNIOR et al., 2002; REBELO et al.,
2003a; REBELO et al., 2003b; FRANCIONE et al., 2004; AMARAL et al., 2005;
LACERDA e MOLISANI, 2006).
Este quadro de degradação ambiental se deve principalmente às 600.000t de
resíduo decorrente do beneficiamento do minério Calamina (Fig. 4), referente ao
passivo ambiental deixado a céu aberto pela Cia Mercantil INGÁ as margens do Saco
do Engenho na Ilha da Madeira (BARCELLOS, 1991).
17
Figura 4: Localização da Ilha da Madeira na Baía de Sepetiba, onde se acumula o
passivo ambiental da Cia. Mercantil INGÁ. A seta branca aponta para a montanha de
rejeito contaminado com zinco e cádmio, e a seta vermelha para a saída do saco do
Engenho para a Baía de Sepetiba (imagem com posição geográfica retirada do portal
http://noas.ngdc.noaa.gov/mgg/plsql/extract.mapit; foto aérea cedida por Lacerda, L. D.)
São muitas as origens de contaminação para a Baía de Sepetiba. Lacerda e
Molisani (2006) ressaltam a transformação do quadro de fontes emissora de metais
pesados na Baía de Sepetiba. Estes mesmos autores ressaltam o incremento das
concentrações ambientais de zinco, enquanto as de cádmio decresceram (LACERDA e
MOLISANI, 2006).
Com cerca de 40% da sua coluna d’água apresentando profundidades menores
que 5 metros, a renovação das águas no interior da Baía de Sepetiba não é suficiente
para diluir a pluma de origem continental. O padrão de circulação das águas na BS é
determinado pela amplitude de maré, pela morfologia costeira (desenho do litoral), a
batimetria, o regime dos ventos e o aporte de água continental de sua bacia hidrográfica.
(FEEMA, 1998).
Ilha da Madeira
Baía de Sepetiba
N
043.95 O 043.57 O
22.90S22.90S
Baía de Sepetiba
N
043.95 O 043.57 O
22.95S23.06S
Ilha da Madeira
Baía de Sepetiba
N
043.95 O 043.57 O
22.90S22.90S
Baía de Sepetiba
N
043.95 O 043.57 O
22.95S23.06S
18
3.1.2 Baía de Ilha Grande
Localizada entre as latitudes 23°00’ e 23°40’S e entre as longitudes 044°00’ e 044°
40’O, a Baía de Ilha Grande tem servido como área de referência (controle) para
estudos de avaliação da contaminação ambiental por metais pesados na região de
Sepetiba, e apresentam valores em um patamar inferior aos encontrado na Baía de
Sepetiba (FISZMAN et al., 1984; LACERDA et al., 1987; REBELO et al., 2003a). É a
Ilha Grande que faz a divisória entre as duas baías, formando um contínuo estuarino
desde Sepetiba, até a região de Paraty.
O processo predominante de transporte de sedimentos atuante na parte central da
baía da Ilha Grande é de baixa energia e a sedimentação é regida por seu
hidrodinamismo. A circulação das águas em seu interior é baixa, no sentido horário, e
possivelmente mais influenciada pelo vento que por variações de maré (IKEDA e
STEVENSON, 1980). Signorini (1980) sugere que as águas das baías de Sepetiba e Ilha
Grande sejam parcialmente misturadas. A circulação da Baía de Ilha Grande seria um
fluxo quase estacionário no sentido oeste-leste, sendo este resultado por gradientes de
densidade (diferenças de temperatura e salinidade das águas do interior da baía e as do
exterior (SIGNORINI, 1980).
Como possível fonte de emissão de contaminantes para este sistema, apontamos a
presença da indústria petrolífera na Baía de Ilha Grande, onde se localiza o Terminal da
Petrobrás (TEBIG). A partir de agosto de 2006, atividade de dragagem retiraram 520
mil metros cúbicos de sedimento para permitir que duas plataformas de petróleo
chegassem ao Estaleiro Brasfels (antigo Verolme), localizado na Baía de Jacuacanga
(AMBIENTEBRASIL, 2006).
3.2 Coletas dos organismos
Todos os indivíduos de N. nodosus analisados foram fornecidos pelo IEDBIG,
provenientes de sua fazenda marinha, localizada na praia do Náutico em Jacuacanga
(Angra dos Reis - RJ) (23°00’24’’S – 044°14’06’’O).
Ao se retirar os organismos do mar, estes foram mantidos em gelo até o
acondicionamento em refrigerador a -20Cº. Um elástico foi passado no entorno do
animal para mantê-lo fechado após a retirada da água, a fim de evitar danos aos seus
tecidos.
19
3.3 Planejamento Amostral
Para a análise de indivíduos de N. nodosus em diferentes estágios de
desenvolvimento (6, 8, 10, 12, 13, 14, 15 e 16 meses), dois métodos de amostragem
foram adotados. Indivíduos com idades aproximadas de 6, 8, e 10 meses, foram
coletados em um único momento (Fevereiro de 2006), sendo os espécimes das demais
fases de vida, obtidos a partir do acompanhamento do crescimento do lote de
organismos com 10 meses de idade.
Amimais com seis meses de idade apresentaram o menor tamanho que se foi
possível realizar a dissecção dos tecidos (músculo de divertículo digestivo). Indivíduos
de N. nodosus podem atingir seu tamanho comercial com 12 meses, assim, foram feitas
quatro amostragens (6, 8, 10 e 12 meses) para representar a fase de vida onde estes
animais crescem mais rápido.
A partir de 12 meses, reduzimos a janela temporal de coleta para um mês, a fim
de se acompanhar a cinética dos metais pesados nos tecidos moles dos animais, em
resposta ao experimento “Transplante”.
3.3.1 Amostras Compostas (“pools”)
As concentrações de Zn e de Cd no músculo adutor e no divertículo digestivo,
foram determinadas separadamente. Cada indivíduo foi aberto e os dois tecidos foram
dissecados com uma tesoura de aço inoxidável, e colocados em béqueres de vidro
separados, previamente identificados e pesados (Fig. 5). Os béqueres contendo as
amostras permanecem cobertos com vidros de relógios durante todo o processo.
20
Figura 5: Processo de abertura e dissecção dos indivíduos de N. nodosus (a), para a
obtenção dos pools (b), identificação dos indivíduos (c) e determinação da massa úmida
da amostra (d).
Após a retirada dos tecidos moles dos indivíduos, estes receberam uma
identificação (idade e número), para a que as medidas de suas conchas fossem tomadas
posteriormente.
Para os indivíduos com 6, 8 e 10 meses, apenas quatro “pools” para cada idade
foram obtidos, contendo cada um 12, 7 e 7 indivíduos, respectivamente. Adotou-se este
procedimento devido ao tamanho reduzido destes indivíduos, o que nos levou a optar
por aumentar a massa em cada amostra composta (“pool”). Para as demais idades (12,
13, 14, 15 e 16 meses), trabalhamos com cinco amostras compostas para ambos os
tecidos, a partir de aproximadamente 30 indivíduos de cada faixa etária. Com esta
medida visamos trabalhar acima do limite de detecção do método de análise,
principalmente no que se refere à determinação das concentrações de cádmio.
3.4 Experimento de “Transplante”
Para avaliar a capacidade de acúmulo das concentrações ambientais de zinco e
cádmio nos tecidos moles de N. nodosus, bem como suas eliminações (depuração),
realizou-se o transplante. Assim, indivíduos com 12 meses de idade, crescidos na
Fazenda Marinha Praia do Náutico na BIG, foram levados para próximo da fonte
Divertículo
Digestivo
Músculo
(c) (a)
(b) (d)
21
emissora pontual de zinco e cádmio na BS, na Ilha da Madeira (Mangaratiba – RJ)
(22°55’14’’S – 043°51’00’’O).
Duzentos indivíduos foram transportados para a Baía de Sepetiba, onde
permaneceram acondicionados em uma lanterna de malacocultura. Outros duzentos
espécimes, do mesmo lote de animais, foram mantidos na fazenda marinha do IEDBIG
na Baía de Ilha Grande, para se avaliar uma condição de “controle”.
Iniciando o experimento em Março de 2006, 30 indivíduos foram coletados no
primeiro momento (condição inicial com 12 meses de idade), seguindo com uma coleta
de mensal de 30 organismos em cada local. Após 90 dias, os animais levados à BS
foram retornados à BIG. O experimento foi finalizado com 120 dias, coletando mais 30
organismos do lote que foi transplantado para a BS, e 30 do que permaneceu na BIG.
3.5 Determinação da concentração de Zinco e Cádmio nos organismos
Os tecidos foram picotados, de forma a facilitar a homogeneização dos mesmos
na etapa seguinte. Depois de picotados, mediu-se a massa úmida da amostra em balança
digital de precisão. Os tecidos foram levados à estufa a 80ºC, por 48h para obtenção da
massa seca. Cada “pool” de amostra foi macerado com um bastão de vidro após a
primeira 24h de secagem, e novamente 2h antes de se retirar definitivamente as
amostras da estufa. O resfriamento das amostras se deu dentro da estufa, pesando-as
assim que atingissem a temperatura ambiente.
Em seguida, as amostras eram levadas ao forno mufla a 430ºC, para a queima da
matéria orgânica. O tempo para que este processo fosse completado variou com a massa
da amostra (entre 3 a cinco dias), estando no ponto ótimo quando estas atingiam
coloração totalmente esbranquiçadas (tornam-se cinza).
Com as amostras calcinadas, prosseguiu-se então com uma digestão ácida,
adicionando ácido nítrico (NO
3
65% Tédia
®
) e clorídrico (HCl 37% Merck
®
) em razão
de 3:1. O procedimento se realizou sobre uma placa quente (85-90ºC), auxiliado por
ataque oxidativo (H
2
O
2
). Os vidros de relógio foram mantidos sobre os béqueres, o que
serviu de superfície de condensação para o ácido que evaporava da amostra, mantendo o
sistema semi fechado. Ao se atingir a total evaporação do ácido, adicionou-se
novamente em volumes de 2 a 3mL por vez, em todas as amostras. O ácido foi
adicionado até que toda a matéria orgânica das amostras tivesse sido digerida. Ao
atingirem este ponto, o ácido foi levado à total evaporação, adicionando-se em seguida,
22
2 mL de HCl concentrado (HCl 37% Merck
®
). Ao evaporar-se todo o HCl, se
ressuspendeu a amostra com HCl a 0,1M, utilizando-se um pissete para esguichar o
ácido contra o fundo e as paredes dos béqueres. Procurou-se agitar o ácido dentro dos
béqueres antes de passar a amostra para os tubos com volumes marcados. Todas as
amostras foram aferidas a um volume final da amostra de 6 mL, em HCl 0,1M (LIMA
et al., 1986). As amostras foram mantidas por não mais que uma semana em
refrigeração (10ºC), até a determinação das concentrações de zinco e cádmio por
Espectrofotometria por Absorção Atômica de Chama (Varian 1457). As concentrações
de cádmio nas amostras referentes aos indivíduos com 6, 8 e 10, foram determinadas em
Absorção Atômica de Forno de Grafite (GFAAS)
3.6 Determinação da concentração de Cd nos organismos
Como obtivemos concentrações de Cd nos tecidos de N. nodosus três ordens de
grandeza menores que os encontrados para zinco, decidimos aplicar o método de
GFAAS para realizar a determinação das concentrações de cádmio.
Das amostras preparadas para a análise em espectrofotômetro de absorção
atômica de chama, retirou-se 0,2 g de cada “pool” de amostra seca, colocando em micro
tubos de plástico de 2 mL. A extração de cádmio das amostras iniciou-se com a adição
de ácido nítrico concentrado (HNO
3
65% Tédia
®
), deixando-se por 12h a frio. Em
seguida, foram colocadas em banho-maria a 80ºC por 2h (DORNELES et al., 2006).
A determinação das concentrações de cádmio nas amostras foram realizadas em
um equipamento da marca Analytical Jena GFAAS ZEEnit 60. O programa de
temperatura (Tab. 1) e as condições de operação seguiram o método já conduzido no
Laboratório de Radioisótopos Eduardo Penna Franca, do Instituto de Biofísica Carlos
Chagas Filho da UFRJ (DORNELES et al., 2006).
23
Tabela 1: Programa de temperatura utilizado no espectrofotômetro Analytic Jena
ZEEnit 60 (DORNELES et al., 2006) para determinar as concentrações de cádmio nos
indivíduos de N. nodosus com 6, 8 e 10 meses de idade.
Etapa Valores
Secagem 1
Temperatura (°C)
90
Rampa/Permanência (s) 6/15
Secagem 2
Temperatura (°C)
120
Rampa/Permanência (s) 2/25
Pirólise
Temperatura (°C)
900
Rampa/Permanência (s) 10/20
Atomização
Temperatura (°C)
1450
Rampa/Permanência (s) 0,2/5
Limpeza
Temperatura (°C)
1950
Rampa/Permanência (s) 0,5/7
3.7 Biometria
Após as incrustações serem retiradas dos indivíduos, estes foram dissecados,
tendo suas conchas identificadas, secas em estufa, para então serem guardadas.
Com um paquímetro digital de precisão, mediu-se a altura das conchas (Fig. 6).
Figura 6: Representação da dimensão de altura da concha de N. nodosus.
alturaaltura
24
3.8 Coleta de sedimento
Em cada local de exposição dos coquilles foram coletados sedimentos em três
pontos, sendo que para cada ponto, três amostragens foram realizadas. Para tal, uma
draga tipo “busca fundo” foi lançada três vezes em cada ponto. Do material trazido à
superfície, apenas a camada mais superficial (<10cm) foi retirada com o auxílio de uma
pá de plástico, acondicionado o material em sacos plásticos (Fig. 7). Assim, obtiveram-
se três amostras compostas em cada ponto.
Figura 7: Busca fundo com amostra de sedimento superficial.
Na Ilha da Madeira, coletou-se em três pontos dispostos triangularmente no
entorno da lanterna de malacocultura na qual os coquilles foram mantidos durante o
experimento de transplante (Fig. 8).
Figura 8: Pontos de coleta de sedimento de fundo. Cada círculo vermelho representa um
ponto de amostragem. (a) Fazenda Marinha da Praia do Náutico. (b) Ilha da Madeira.
25
Já na fazenda marinha da praia do Náutico, a amostragem se deu ao longo de
três linhas de bóias dispostas em paralelo, no esforço de se caracterizar o entorno das
lanternas de malacocultura. Ao longo de cada uma das linhas, realizaram-se três
lançamentos de busca-fundo (um em cada extremo, e outro no meio da linha) (Fig.8).
Em fracos de plásticos devidamente descontaminados, foram coletados dois
litros de água em cada local de exposição dos coquilles. Para tal, encheu-se os frascos
com a água do local, esvaziando-se em seguida e repetindo esta manobra por três vezes
antes de se coletar a água.
Os sacos contendo os sedimentos e os frascos de água dos locais foram mantidos
em gelo, até serem levados ao laboratório e submetidos a refrigeração (10ºC).
3.9 Determinação das concentrações de Zn e Cd no sedimento
A fração granulométrica menor que 0,074mm foi obtida por meio de peneiras de
“nylon”, em agitador elétrico. Para facilitar o processo, adicionou-se a água coletada de
cada local, aos respectivos sedimentos, enquanto transcorria a agitação.
Um método de extração seqüencial de metais pesados foi aplicado nas amostras.
A primeira extração consiste em uma lixívia ácida, na qual 2g de amostra é colocado em
um beker com 15mL de HCl 0,1M coberto, por 16hs. Após o período, filtra-se com
filtro tipo Whatmam n° 42, em uma proveta de vidro, avolumando para 14mL
(FISZMAN et al., 1984). As amostras são então transferidas para frascos de plásticos, e
armazenadas em geladeira até análise em espectrofotômetro.
O filtro com sedimento retido foi devidamente identificado e levado à estufa
(60°C) por 72hs, sendo mantidos em dessecador até o próximo tratamento.
A segunda extração foi aplicada para se obter a fração aqui denominada de
“total”. A partir de uma alíquota de 0,2g da amostra retida no filtro, realizou-se a
extração com uma combinação de ácidos fortes P.A. (5mL de HNO
3
para 4mL de HF)
em sistema fechado (“bombas” de teflon), a uma temperatura de 120°C, por 12hs em
estufa. Em seguida, transferiu-se as amostras para cadinhos de teflon em banho de areia
a quente, rinsando as paredes das “bombas” de teflon com 5mL de HNO
3
(65% P.A.).
Manteve-se a temperatura de extração entre 80 e 90°C, levando-se as amostras a total
evaporação. Adicionou-se então, 5mL de HCl 37% (P.A.), levando-se mais uma vez a
amostra ao ponto de secura, e, finalmente, ressuspendeu-se o extrato com HCl 0,1M.
26
O volume final foi aferido com auxílio de uma proveta de vidro (10mL).
Armazenou-se as amostras em frascos de plásticos sob refrigeração (10°C) até o
momento da análise no espectrofotômetro (FISZMAN et al., 1984)
3.10 Controle analítico
A interferência dos reagentes, vidraria e outros possíveis fatores na concentração
final das amostras, foi controlada com réplicas de branco analítico. Materiais
certificados internacionalmente TORT-2 e NIST 2976 foram processados juntamente
com as amostras ambientais, a fim de assegurar-se a qualidade analítica do método. A
eficiência de recuperação do material certificado esteve entre 88 e 108%, com exceção
para os valores de zinco nas extrações das amostras referentes as idades de seis meses
(219%) e de oito e dez meses (155%) para zinco (Tab. 2).
Tabela 2: Valores de percentual de recuperação do material certificado de referência
adotado para o controle analítico das extrações de Zn e Cd do tecido mole de N.
nodosus: Nist 2976 (“mussel tissue”): 0,82µg.g
-1
de Cd e 137µg.g
-1
de Zn; TORT-2
(hepatopâncreas de lagosta) 26,7µg.g
-1
de Cd e 180µg.g
-1
de Zn.
Nist 2976 TORT-2
Extração Zn Cd Zn Cd
6 meses 219 88 - -
08 & 10 meses 155 88 - -
12 & 13 meses 108 94 108 85
14 meses 103 87 112 102
15 meses 112 - - -
16 meses 96 - 88 109
Os valores obtidos para Zn nas amostras referentes à idade de seis meses foram
corrigidos pelo percentual de recuperação do material certificado de referência (Zn
6meses
= [obtida] x 100 / 219).
A descontaminação da vidraria utilizada foi realizada com detergente tipo
“Extran®” a 5%, seguido de HNO
3
5%, ambos os tratamentos em 24hs, enxaguando-os
com água destilada e deionizada.
27
O limite de determinação do método foi estimado a partir da equação de
sensibilidade do aparelho (Sap.) (LONG e WINEFORDNER, 1983):
Sap.= 3 (Desvio Padrão de 10 leituras do primeiro ponto da curva analítica) = µg.mL
-1
Inclinação da Reta
Como se construiu uma curva analítica para cada batelada de extração (análise
das amostras em blocos) calculamos uma média dos desvios padrões de cada dez
leituras do branco analítico das curvas (primeiro ponto da curva). Da mesma forma
fizemos com relação à inclinação da reta, calculando a média das inclinações de cada
curva obtida.
Assim, no espectrofotômetro de absorção atômica de chama, obteve-se para
cádmio uma Sap. de 0,4 µg.L
-1
, e para zinco 2,2 µg.L
-1
.
Considerando a média das massas dos tecidos biológicos de todas as amostras
tratadas neste estudo (0,16g peso seco), calculamos o limite de determinação do método
para a análise de Zn e Cd nos tecidos. Para tal, multiplicamos o obtido no cálculo da
Sap., pelo volume final destas amostras (6mL), e dividimos pela massa média,
chegando a concentração de 0,01 µg.g
-1
para Cd, e 0,08 µg.g
-1
para Zn.
As condições de determinação das concentrações de Zn e Cd no
espectrofotômetro de absorção atômica de forno grafite foram determinadas diretamente
no equipamento, obtendo-se uma Sap. de 0,03 µg.L
-1
. Fazendo-se o ajuste para a média
das amostras que tiveram suas concentrações determinadas neste equipamento (0,02g),
obtém-se o limite de determinação de Cd de 0,7 µg.kg
-1
, ou seja, três ordens de
grandeza abaixo da obtida pelo método de FAAS.
Para as amostras de sedimento, o material certificado de referência utilizado para
o controle analítico do método de extração “total” foi o IAEA-356, do qual se obteve
um percentual de recuperação 88% para Zn. Para cádmio, a recuperação do material
certificado de referência não foi bem sucedida, e o equipamento não detectou
absorvância deste elemento na mostra de IAEA-356.
3.11 Condições de análise nos espectrofotômetros de absorção atômica
Foi construída uma curva analítica para a relação Absorbância x Concentração
(µg/mL), a partir de quatro pontos, mais o branco analítico. Para tal, partiu-se de uma
solução estoque de zinco e cádmio a 1000 µg/mL (Merck
®
). Para a absorção atômica de
chama a diluição é feita em HCl 0,1M, e para o forno grafite em HNO
3
0,2%
28
Os coeficientes de correlação obtidos para as curvas de calibração mantiveram-
se acima de 0,98.
3.12 Tratamento dos dados
A proporcionalidade linear entre os dados biométricos (altura da concha) com a
idade, e as concentrações de zinco e cádmio nos dois tecidos analisados (DD e
músculo), foi avaliada através do coeficiente de correlação de Pearson (r), e o
coeficiente de determinação (r
2
), considerando uma relação significativa quando
p<0,05.
A proporcionalidade logarítmica entre a altura da concha e a idade dos
organismos também foi testada. Para tal, cada valor foi substituído no x da equação de
ajustamento entre os dados de idade e altura da concha. Os valores de y então foram
utilizados nos testes de correlação.
Para verificar a existência da diferença entre os coeficientes de correlação
obtidos em cada caso, utilizou-se o teste de diferença (STATSOFT, 2001).
Os dados são representados em gráficos do tipo “Box Plot”, apresentando o
valor central pela mediana; a caixa contendo o conjunto de valores (percentil) em torno
da mediana entre 25% (LBV) e 75% (UBV); as barras delimitam os resultados máximo e
mínimo dos valores que estão dentro das observações mais freqüentes (Non-outliers); as
circunferências os valores fora das observações mais freqüentes (Outliers); e ainda os
valores extremos marcados com *, que estão a uma distância acima do máximo e abaixo
do mínimo do percentil, de três vezes a diferença entre LBV – UBV.
Em todos os casos os cálculos das análises foram conduzidos no aplicativo
“Statistica 6.0” (STATSOFT, 2001).
4 - RESULTADOS & DISCUSSÃO
4.1 Dados Biométricos dos indivíduos da Fazenda Marinha Praia do Náutico (BIG)
As medidas (em mm) máximas e mínimas de altura da concha encontradas para
cada classe de idade em ordem crescente foram: 6 meses 17,9 e 28,9; 8 meses 38,3 e
48,2; 10 meses 53,0 e 63,4; 12 meses 45,3 e 67,1; 13 meses 49,2 e 67,7; 14 meses 49,8 e
64,6; 15 meses 47,0 e 74,0; 16 meses 47,2 e 73,7. As medianas (em mm) de altura da
29
concha para cada idade foram: 6 meses 20,9; 8 meses 44,3; 10 meses 57,8; 12 meses
55,8; 13 meses 59,8; 14 meses 56,7; 15 meses 58,35 e 16 meses 57,99 (Fig. 9).
Figura 9: Dados de biometria referentes aos espécimes coletados na Fazenda Marinha
da Praia do Náutico na Baía de Ilha Grande (RJ). (▫) Mediana ( ) 25% - 75% (T )
Máximo e Mínimo (◦) Extremos. N
(6)
= 48; N
(8 e 10)
= 26 N
(12)
= 24; N
(13)
=21; N
(14)
= 27;
N
(15)
= 23; N
(16)
= 29.
Analisando os animais de seis a dez meses, existe correlação significativa com a
altura da concha com a idade; r = 0,98 (r
2
= 0,96, e p < 0,05) (Tab. 3). A partir de 10
meses essa correlação desaparece. Percebe-se um incremento na altura da concha até a
idade de 10 meses, quando o crescimento estabiliza. Utilizamos então a idade de 10
meses como ponto de corte para analisar a relação idade-crescimento através de
correlação linear e logarítmica. Quando analisamos todas as idades conjuntamente,
obtemos um coeficiente linear de r = 0,83 (r
2
= 0,68 e p < 0,05). O ajuste logarítmico
não mostrou maior poder de correlação, apresentando um coeficiente similar r=0,82 (p
< 0,05).
Altura da concha de indivíduos da
Fazenda Marinha Náutico (BIG)
678910111213141516
Idade
10
20
30
40
50
60
70
80
Altura (mm)
30
Tabela 3: Valores de r de Pearson e do coeficiente de determinação (r2), entre a idade
dos indivíduos e a altura da concha. Dados agrupados pelas idades: todas as idades – 6 a
16 meses; indivíduos até 10 meses de idade - ≤ 10; e indivíduos de 10 a 16 meses de
idade - ≥ 10. Valores em negrito indicam resultados significativos (p<0,05).
Comparando os nossos dados com os obtidos pelo IEDBIG (SILVA, 2006) em
um acompanhamento do crescimento de organismos, durante um ano no mesmo local
deste estudo (Fig. 10), observamos que as alturas continuam a subir após os dez meses
de idade. É importante ressaltar que foram feitas medições apenas até o 13º mês de
idade.
Figura 10: Alturas de concha de indivíduos crescidos na Fazenda Marinha do Náutico –
dados fornecidos pelo IEDBIG. (▫) Mediana ( ) 25% - 75% (T ) Máximo e Mínimo
dentro das observações mais freqüentes (◦) Extremos. N
(1)
= 50; N
(2 a 8)
= 150; N
(10)
=
120; N
(11 a 13)
= 75.
Neste caso, as correlações linear e logarítmica são positivas e significativas e
também, próximas uma da outra (r=0,91 e 0,87 respectivamente, e p<0,05). Apesar de
ambos os valores de r serem significativamente maiores que os obtidos (p<0,05), a
diferença é menor que 10%.
Idade
(meses)
6 a 16 ≤ 10 ≥ 10
r (log) 0,82 -
-
r 0,83 0,98
0,05
r
2
0,68 0,96
-0,00
Altura da concha de indivíduos da Fazenda Marinha do Náuti
c
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Idade (mês)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Altura (mm)
31
Estas diferenças podem estar relacionadas ao fato de que os espécimes com mais
de 12 meses com os quais trabalhamos, não foram submetidos à manipulação, como é
feito em fazendas de malacocultura. Ou seja, não se retirou incrustações nem de suas
conchas (Fig. 11), nem das suas respectivas lanternas (Fig. 12), o que pode ter
dificultado o crescimento dos mesmos.
Figura 11: Espécime de N. nodosus incrustado
Figura 12: Lanterna de malacocultura utilizada no experimento transplante, no início (a)
e no final de 4 meses submersa, sem limpeza (manipulação) (b).
Porém, quando contamos com nossos resultados apenas até os 13º mês de idade,
as correlações linear e logarítmica sobem para 0,90 e 0,88 respectivamente, e não mais
apresentam diferença em relação ao estudo conduzido pelo IEDBIG.
É possível que haja influência das incrustações nas concentrações metais
pesados acumuladas nos tecidos dos organismos. Lodeiros e Himmelman (2007) citam
em seu trabalho alguns efeitos negativos do desenvolvimento de organismos
incrustantes sobre o crescimento da ostra C. rhizophorae, dos quais destacamos:
redução do fluxo de água no interior das lanternas, o que levaria a uma menor
disponibilidade de partículas alimento; redução no nível de oxigênio; limitação na
dispersão dos produtos da excreção; e ainda a competição por alimento entre os
organismos incrustantes e os bivalves (LODEIROS et al., 2007). Estes fatores também
poderiam exercer influência sobre a disponibilidade de metais pesados para os coquilles
no interior da gaiola, considerando a expressiva quantidade de incrustantes sobre suas
valvas e na própria gaiola (algas).
(a)
(
b
)
32
Apesar de não termos encontrados citações desta possível influência das
incrustações no acúmulo de metias pesados por moluscos bivalves em trabalhos que
empregaram a técnica de transplante (REGOLI e ORLANDO, 1994a; WALLNER-
KERSANACH et al., 2000; AMARAL et al., 2005; QUINN et al., 2005), este seria um
ponto a ser avaliado em futuros experimentos.
Por outro lado, o fato dos organismos serem comercializados a partir de 12
meses de idade, dificulta a confirmação da hipótese de interferência de incrustações na
incorporação de metais. Os dados de crescimento em cultivos comerciais normalmente
não alcançam 16 meses. Também deve-s considerar a redução da taxa de crescimento
com o aumento da idade.
4.2 Relação Idade x Concentração nos indivíduos da Fazenda Marinha Praia do
Náutico (BIG)
As maiores concentrações de cádmio observadas foram no DD (maior mediana
de 25 µg.g
-1
), sendo que a idade mais jovem apresenta um valor de dez a vinte vezes
menor que o encontrado nas demais faixas etárias. No músculo, a maior concentração
obtida neste tecido (mediana de 1µg.g
-1
), equivale a menor verificada no DD (Fig. 13).
Figura 13: Concentrações em µg.g
-1
de cádmio no Músculo e no Divertículo Digestivo
de espécimes de N. nodosus com 6, 8, 10, 12, 13, 14, 15 e 16 meses, oriundos da
Fazenda Marinha Praia do Náutico, na Baía de Ilha Grande (RJ). (▫) Mediana ( ) 25% -
75% (T
) Máximo e Mínimo dentro das observações mais freqüentes. N
(6)
= 4 pools de
12 ind.; N
(8)
= 4 pools de 8 ind.; N
(10)
= 4 pools de 6 a 8 ind.; N
(12;13; 14 e 16)
= 5 pools de 6
ind.; N
(15)
= 1 pool de 4 ind. mais 3 pools de 5 ind.
Concentrações de Cádmio no Musc. e no Divert. Digest.
Fazenda Marinha Náutico
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Idade
0
5
10
15
20
25
30
Cd µg.g
-1
Músculo Cd
Divert. Digest. Cd
Músculo Cd
Outliers
Divert. Digest. Cd
Outliers
Músculo Cd
Divert. Digest. Cd
Músculo Cd
Outliers
Divert. Digest. Cd
Outliers
33
As concentrações de zinco não apresentam distribuições tão diferentes nos dois
tecidos como o observado para o cádmio. Ao longo do período analisado, este metal
apresentou variações em suas concentrações de 40 a 200µg.g
-1
no músculo, e de 40 a
240µg.g
-1
no DD (Fig. 14), sem apresentar padrão ou tendência aparente.
Figura 14: Concentrações em µg.g
-1
de zinco no Músculo e no Divertículo Digestivo de
espécimes de N. nodosus com 6, 8, 10, 12, 13, 14, 15 e 16 meses, oriundos da Fazenda
Marinha Praia do Náutico, na Baía de Ilha Grande (RJ). (▫) Mediana ( ) 25% - 75% (T
) Máximo e Mínimo dentro das observações mais freqüentes. N
(6)
= 4 pools de 12 ind.;
N
(8)
= 4 pools de 8 ind.; N
(10)
= 4 pools de 6 a 8 ind.; N
(12;13; 14 e 16)
= 5 pools de 6 ind.;
N
(15)
= 1 pool de 4 ind. mais 3 pools de 5 ind.
Apesar de outros trabalhos apontarem para uma correlação significativa e
positiva entre a concentração de cádmio no DD com a altura da concha
(BUSTAMANTE e MIRAMAND, 2005a; b), o mesmo não foi verificado em nossos
resultados. Encontramos uma correlação de cádmio com a altura positiva e significativa,
porém o baixo valor do coeficiente de determinação (r
2
= 0,29) expressa um baixo poder
de explicação da alteração nas concentrações de cádmio no DD (Tab. 4).
Concentrações de
Zinco
no Musc. e no Divert. Digest.
Fazenda Marinha Náutico
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Idade
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Músculo Zn
Outliers
Extremos
Divert. Digest. Zn Músculo Zn
Outliers
Extremos
Divert. Digest. Zn
34
Tabela 4: Matriz de Correlação entre as variáveis medidas. Valores de r de Pearson, que
apresentam correlação significativa (p<0,05) estão em negrito. r
2
são os valores do
coeficiente de determinação.
Cádmio Zinco
Idade
Músculo Divert. Digest. Músculo Divert. Digest.
r 1,00 0,01
0,90 -0,45
-0,07
Idade
r
2
- 0,00 0,82 0,20 0,00
r
0,81
-0,25
0,54 -0,64
-0,24
Média da
altura da
concha
r
2
0,66
0,06 0,29 0,41 0,06
Já a análise de correlação entre a concentração de Cd no DD e a idade,
demonstra para uma relação positiva, significativa e com um valor de coeficiente de
determinação expressivo (r= 0,90; r
2
= 0,81; p< 0,05) (Tab. 4). O que aponta para o fator
tempo de exposição como sendo o de maior influência nas concentrações de cádmio no
DD.
Dentre os bivalves, os da família Pectinidae (scaloop) geralmente acumulam
metais pesados em concentrações expressivas, dependendo do tecido e do elemento,
sendo o rim (31.05 µg.g
-1
de zinco e 159 µg.g
-1
de cádmio) e o DD (804 µg.g
-1
de zinco
e 264 µg.g
-1
de cádmio) os órgãos com maior importância na bioacumulação de cádmio,
cobre e zinco (BUSTAMANTE e MIRAMAND, 2004).
Nossos resultados corroboram os dados da literatura, que mostram o DD como o
principal tecido de acúmulo de cádmio em bivalves (STONE et al., 1986; REGOLI e
ORLANDO, 1994b; a; SOTO et al., 1997; BUSTAMANTE e MIRAMAND, 2005a;
PODGURSKAYA e KAVUN, 2006), com concentrações 10 vezes superiores às
observadas no músculo.
Em termos de compartimentalização dos metais nos tecidos, podemos também
entender que o DD esteja funcionando como um depósito deste elemento, após serem
processados por mecanismos de detoxificação. Este processo é viabilizado pela
estocagem dos metais pesados sob diferentes formas bioinativas (inertes). Para tal as
metalotioneínas assumem um papel crucial (VIARENGO, 1989; VIARENGO e NOTT,
1993; IVANKOVIC et al., 2005).
Como revisado por AMIARD e colaboradores (2006), a concentração destas
proteínas são geralmente maiores na glândula digestiva (ou divertículo digestivo - DD)
(AMIARD et al., 2006).
35
Complexos metalo-proteicos são endocitado pela célula (VIARENGO et al.,
1985), onde a vesícula irá se fusionar aos corpos lisossomais para hidrolizar o material
biológico. Assim, o metal não fica totalmente disponível à célula, e parcialmente ligado
ao material não digerido. Este último permanece no sitema endo-lisossomal, e pode ser
exocitado pelos corpos residuais, ou formar lipofucinas (MARIGOMEZ et al., 2002).
As concentrações mais elevadas neste tecido também podem indicar que a
alimentação seja a principal via de incorporação de metais pesados nestes casos, como
já reportado anteriormente (BUSTAMANTE e MIRAMAND, 2005a).
A bioacumulação crescente de cádmio no DD, a partir de 10 meses de idade,
pode indicar que haja um mecanismo de excreção ativo, mas com uma capacidade
limitada para determinadas concentrações de cádmio. Observando os dados obtidos,
podemos sugerir que em indivíduos expostos há mais de dez meses (valor mediano de
1,4 µg.g
-1
de Cd no DD em 10 meses), o animal não consiga mais balancear a
incorporação/excreção de cádmio no organismo, e passa a bioacumular este elemento.
Considerando que haja um aparato fisiológico pelo qual os bivalves regulam as
concentrações de cádmio no organismo, a bioacumulação pode estar representando um
efeito tóxico do metal neste mecanismo de homeostase de cádmio do indivíduo.
Outro efeito tóxico decorrente do incremento na concentração de cádmio no DD
pode ser a interferência no crescimento dos animais. Como a idade de 10 meses
representou um ponto de flexão para a tendência de crescimento das alturas da concha
obtida neste estudo, permanecendo estáveis deste momento até os 16 meses de idade,
podemos propor também que a elevada concentração de cádmio no DD atingida nesta
idade tenha interferido negativamente no crescimento dos indivíduos. Diversos fatores
(potencial genético, disponibilidade de alimento, temperatura, salinidade, pragas, etc.)
determinam o crescimento dos animais e esta clara alteração de tendência das duas
variáveis (alta na concentração de cádmio a partir de 10 meses, e estabilidade no
crescimento a partir desta idade) também pode ser ponderada.
O padrão de acúmulo no DD a partir dos dez meses de vida nos leva a propor
três situações: 1) o organismo apresenta um limite de excreção deste metal, e uma vez a
exposição ultrapasse este limite, o metal passe a ser acumulado em forma inativas no
tecido. 2) há uma alteração no padrão da atividade metabólica do animal a partir desta
idade, de forma a favorecer o maior acúmulo de cádmio no DD. 3) iniciou um aporte de
cádmio extraordinário no sistema, a partir da idade de 10 meses, o que se refletiu no
aumento das concentrações biológicas deste elemento.
36
Em relação à segunda situação, chamamos a atenção para dois fatos: a
estabilização do crescimento da altura da concha a partir de 10 meses de idade, e a
deposição de cádmio na concha como já citado anteriormente. Assim, uma das
alterações metabólicas que podem explicar o incremento das concentrações de cádmio
no DD, seria a redução da taxa de crescimento que reduziria a deposição deste metal no
tecido concha.
Com relação à terceira situação, consideramos que as condições de exposição ao
cádmio ao longo do experimento foram estáveis. Assim, vemos a necessidade de se
acompanhar o desenvolvimento de não apenas um lote de animais como o desta
pesquisa, mas de uma seqüência de lotes de organismos, crescidos em diferentes
ambientes. Desta forma, poderíamos avaliar em que momento (tempo de vida) o
organismo atinge seu limite de excreção, e passa a acumular o cádmio no DD.
É possível supor, por exemplo, que em um local onde as concentrações
ambientes de cádmio sejam mais elevadas, o acúmulo deste metal se daria em idades
mais jovens, uma vez que se atingiria o patamar limite de excreção mais brevemente. O
que suscita mais um ponto a ser abordado: qual o tempo de exposição mínimo
necessário para que o organismo passe a refletir as concentrações ambientais de metal
pesado do ambiente?
As variações de cádmio no músculo (entre 0,4 e 1,0 µg.g
-1
) podem ser
interpretadas como uma variação dentro de um patamar que representa o nível de
cádmio estocado por este tecido, e esteja sendo pouco influenciado pelo tempo de
exposição.
Apesar da correlação negativa (r= -0,45) entre a concentração de zinco no
músculo e a idade do indivíduo ser significativa (p < 0,05), o baixo valor do coeficiente
de determinação (r
2
= 0,20) sugere que outros fatores determinam com maior peso esta
variação.
No caso de zinco no DD, não se identifica correlações significativas (p>0,05),
entre a idade e a concentração deste metal. Isto indica que, para uma avaliação da fração
biodisponível de zinco no ambiente, a idade do espécime coletado terá baixa influência
nas concentrações bioacumuladas.
Isto pode ser entendido como um reflexo da capacidade reguladora que os
bivalves apresentam de controlar as concentrações de elementos essências, como o
zinco (AMIARD-TRIQUET et al., 1986; REGOLI e ORLANDO, 1994a; RAINBOW,
2002). Desta forma, a concentração bioacumulada deste metal no DD seria pouco
37
dependente do tempo de exposição e mais da atividade biológica (estado de maturação,
fase de crescimento, etc.) em que o organismo se encontra organismo.
Esta alta variabilidade das concentrações de zinco nos tecidos analisados não
permite distinguir a qual idade corresponde determinada faixa de concentração de metal
no tecido, e vice-versa. A partir desta questão, surge a pergunta de qual seria o melhor
momento (idade) para se realizar uma amostragem de indivíduos, a fim de se avaliar as
concentrações ambientais de metais pesados no ambiente.
Comparando os resultados obtidos neste estudo, com os existentes na literatura
(Tabela 5), observamos que os nossos dados apresentam concentrações equivalentes.
Tabela 5: Concentrações de zinco e cádmio no músculo e no DD de outras espécies de
pectinídeos, retiradas da literatura.
Músculo
Divertículo
Digestivo Espécie
Zn Cd Zn Cd
Referência
Chlamys hastata
-
≅1,0
- -
Vieira do Pacífico* -
≅1,0
- -
(NØRUM et al., 2005)
Patinopecten
yessoensis
- - - 50 - 200
(BELCHEVA et al.,
2006)
Chlamys varia
70 -
175
0,36 –
0,71
110 - 518
22,3 –
33,3
(BUSTAMANTE e
MIRAMAND, 2005b)
Nodipecten nodosus
35,9 -
207,7
0,3 –
1,3
40,52 -
251,1
0,8 -
27,2
Este estudo.
*híbrido entre Patinopecten yessoensis e Patinopecten caurinus
Neste estudo observamos intervalos de 30 dias para verificar o tempo necessário
para que o organismo refletisse em seus tecidos as variações ambientais das
concentrações de zinco e cádmio. Para a aclimatação a uma nova condição ambiental, o
período de 90 dias. Consideramos que, a partir do observado nesta pesquisa, um tempo
maior para aclimatização (4 meses por exemplo) e um menor intervalo para amostragem
(15 dias) poderiam responder com mais exatidão aos objetivos levantados neste estudo.
38
4.3 Concentrações de zinco e cádmio no sedimento superficial
Os resultados das análises de zinco e cádmio nos sedimentos superficiais
demonstram a distinção das condições ambientais entre as duas estações em estudo
(Baía de Ilha Grande e Sepetiba).
Na Praia do Náutico (BIG), apenas os valores de zinco (0,98 a 14,07µg.g
-1
para
“Disponível” e de 9,00 a 10,14 µg.g
-1
para “Total”) estiveram acima do limite de
determinação. Já nas amostras relativas a BS (Ilha da Madeira), obteve-se valores de
zinco com duas ordens de grandeza acima do observado na BIG (Tab. 6).
Tabela 6: Concentrações em µg.g-1 das frações “Disponível” e “Total” de Zinco e
Cádmio no sedimento superficial da Baía de Ilha Grande (Praia do Náutico) e na Baía
de Sepetiba (Ilha da Madeira).
Local Cd Disp. Cd Total Zn Disp. Zn Total
Náutico
Média
<L.D. <L.D. 6,56 9,75
Desv. Padrão - - 5,22 0,97
I. da Madeira
Média
2,06 <L.D. 405,25 1346,36
Desv. Padrão 0,10 - 24,00 262,09
L.D. = Limite de Determinação.
Os resultados para cádmio “Total” abaixo do limite de determinação na estação
Ilha da Madeira, estando sua maior porção na fração disponível, aponta para a origem
antropogênica deste elemento no sedimento (CHESTER e VOUTSINOU, 1981).
Com valores de até duas ordens de grandeza superior ao obtido na Baía de Ilha
Grande, o sedimento da estação da Baía de Sepetiba apresenta-se como um expressivo
estoque de zinco neste ecossistema.
4.4 Experimento Transplante
Nos indivíduos que permaneceram 90 dias na Ilha da Madeira (BS), as medianas
das concentrações de zinco no músculo variaram na faixa de 50 a 175 µg.g
-1
. Já os
valores de cádmio neste tecido mantiveram-se entre 0,3 a 0,6 µg.g
-1
. As figuras 15 e 16
apresentam as concentrações de zinco nos dois tecidos analisados ao longo dos meses
39
do experimento, sendo que a escala utilizada para apresentação dos resultados refere-se
aos maiores valores obtidos para cada metal no DD.
Figura 15: Concentração de zinco (µg.g
-1
) no músculo dos indivíduos de N. nodosus
utilizados no experimento transplante, na Baía de Sepetiba (BS) e na Baía de Ilha
Grande (BIG). (▫) Mediana ( ) 25% - 75% (T ) Variação. BIG: N
(12;13; 14 e 16)
= 5 pools
de 6 ind.; N
(15)
= 1 pool de 4 ind. mais 3 pools de 5 ind. BS: N
(1◦ ao 3◦)
= 5 pools de 6 ind.;
N
(Retorno)
= 4 pools de 6 mais um pool com 5 ind.
Figura 16: Concentração de cádmio (µg.g
-1
) no músculo dos indivíduos de N. nodosus
utilizados no experimento transplante, na Baía de Sepetiba (BS) e na Baía de Ilha
Grande (BIG). (▫) Mediana ( ) 25% - 75% (T
) Variação. BIG: N
(12;13; 14 e 16)
= 5 pools
de 6 ind.; N
(15)
= 1 pool de 4 ind. mais 3 pools de 5 ind. BS: N
(1◦ ao 3◦)
= 5 pools de 6 ind.;
N
(Retorno)
= 4 pools de 6 mais um pool com 5 ind.
Zn BIG
Outliers
Extremos
Zn BS
Outliers
Zn BIG
Outliers
Extremos
Zn BS
Outliers
Concentrações de Cádmio no MÚSCULO
Experimento Transplante
Inicial
1º mês
2º mês
3º mês
Retorno
Condição
0
5
10
15
20
25
30
Cd µg.g
-1
Concentrações de Zinco no MÚSCULO
Experimento Transplante
Inicial
1º mês
2º mês
3º mês
Retorno
Condição
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Zn µg.g
-1
Cd BIG
Outliers
Cd BS
Extremos
Cd BIG
Outliers
Cd BS
Extremos
40
Quanto às medianas concentrações de zinco no DD, estas se apresentaram entre
100 e 225 µg.g
-1
. As medianas dos valores de cádmio neste tecido variaram de 8 a 18
µg.g
-1
(Figs. 17 e 18).
Figura 17: Concentração de zinco (µg.g
-1
) no Divertículo Digestivo dos indivíduos de
N. nodosus utilizados no experimento transplante, na Baía de Sepetiba (BS) e na Baía
de Ilha Grande (BIG). (▫) Mediana ( ) 25% - 75% (T ) Variação. BIG: N
(12;13; 14 e 16)
= 5
pools de 6 ind.; N
(15)
= 1 pool de 4 ind. mais 3 pools de 5 ind. BS: N
(1◦ ao 3◦)
= 5 pools de 6
ind.; N
(Retorno)
= 4 pools de 6 mais um pool com 5 ind.
Figura 18: Concentração de cádmio (µg.g
-1
) no Divertículo Digestivo dos indivíduos de
N. nodosus utilizados no experimento transplante, na Baía de Sepetiba (BS) e na Baía
de Ilha Grande (BIG). (▫) Mediana ( ) 25% - 75% (T ) Variação. BIG: N
(12;13; 14 e 16)
= 5
pools de 6 ind.; N
(15)
= 1 pool de 4 ind. mais 3 pools de 5 ind. BS: N
(1◦ ao 3◦)
= 5 pools de 6
ind.; N
(Retorno)
= 4 pools de 6 mais um pool com 5 ind.
Concentrações de Zinco no DIVERT. DIGESTIVO
Experimento Transplante
Inicial
1º mês
2º mês
3º mês
Retorno
Condição
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Zn µg.g
-1
Zn BIG Zn BS
Outliers
Zn BIG Zn BS
Outliers
Concentrações de Cádmio no DIVERT. DIGEST.
Experimento Transplante
Inicial
1º mês
2º mês
3º mês
Retorno
Condição
0
5
10
15
20
25
30
Cd µg.g
-1
Cd BIG
Outliers
Cd BS
Cd BIG
Outliers
Cd BS
41
De uma forma geral, as concentrações de zinco e cádmio no músculo e no DD
dos indivíduos de N. nodosus, transplantados para a Baía de Sepetiba, apresentaram
concentrações dentro da faixa de variação observada para os indivíduos que
permaneceram na BIG, ao longo do período amostral (6 a 16 meses de idade).
Observando a diferença expressiva das concentrações de zinco e cádmio no
sedimento das duas estações em questão, o que confirma o problema da contaminação
da Baía de Sepetiba por estes dois metais, parece surpreendente encontrar concentrações
equivalentes ou inferiores nos espécimes coletados na ilha Madeira, com relação aos
mantidos na Baía de Ilha Grande.
Belcheva e colaboradores (2006) também se depararam com situação
semelhante, encontrando menores concentrações de cádmio no DD de organismos
mantidos em área impactada, comparando com os que permaneceram em área não-
impactada.
No entanto, é possível que os ambientes não sejam tão distintos em relação ao
MOPS, no que concerne às concentrações de zinco e cádmio. Assim, podemos entender
que os 90 dias que os organismos permaneceram na Ilha da Madeira, não foram
suficientes para que os animais alcançassem o equilíbrio entre as concentrações de
metais pesados da coluna d’água e a de seus tecidos.
Comparando nossos resultados com os obtidos por Rebelo (2001) em ostras (C.
rhizophorae) coletadas também na Ilha da Madeira, é surpreendente a diferença na
bioacumulação de zinco entre as duas espécies. Enquanto as concentrações na ostra,
tanto no músculo como no DD (vísceras), variaram de 30.000 a quase 70.000 µg.g
-1
, os
valores obtidos em N. nodosus, não ultrapassam 300 µg.g
-1
. Ou seja, duas ordens de
grandeza inferior à menor concentração obtida na ostra.
Considerando que a BS apresentou concentrações de zinco no sedimento até
duas ordens de grandeza acima das encontradas na BIG, podemos propor que N.
nodosus apresente um mecanismo eficiente na regulação deste metal pesado, de maneira
a não bioacumulá-lo na forma lipofucinas e/ou grânulos minerais, como relatados para
outros moluscos bivalves (MARIGOMEZ et al., 2002).
Quanto às concentrações de cádmio observadas no DD de N. nodosus mantidos
na Ilha da Madeira (BS), estas não apresentaram tendência de acúmulo durante o
período de 90 dias do transplante. As concentrações deste metal verificadas por Rebelo
(2001) no DD e no músculo de ostras variaram de 5 a 25 µg.g
-1
, o que se aproxima do
observado neste estudo. Os resultados referentes ao mês de retorno à BIG se equivalem
42
aos obtidos nos indivíduos com 60 dias de exposição na BS, o que indica mais uma vez
que estes dois ambientes não são tão diferentes em termos das concentrações de zinco e
cádmio na MOPS. Por outro lado, o tempo de exposição pode não ter sido suficiente
para que os animais refletissem em seus tecidos as concentrações ambientais destes
contaminantes.
4.5 Toxicologia
Os valores limites de concentração dos contaminantes, oferecidos pelas agências
e órgãos de controle sanitário dos alimentos, são calculados a partir do peso úmido dos
alimentos. Para realizar um cálculo de risco toxicológico pelo consumo de vieiras,
transformamos nossos dados para estes termos, e somente nos indivíduos em idade de
comercialização para consumo (>12 meses), e somente na porção que é degustada, o
músculo.
As concentrações de cádmio por peso úmido nos músculos de indivíduos de N.
nodosus em idades comercias, produzido na Baía de Ilha Grande, encontram-se abaixo
de 0,2 µg.g
-1
, enquanto as de zinco abaixo de 15 µg.g
-1
(Tab. 7).
Tabela 7: Concentrações em µg.g
-1
, de Zinco e Cádmio no músculo de N. nodosus, em
idades comerciais para consumo (12 meses), coletados na Fazenda Marinha do Náutico
e calculadas a partir de suas massas úmidas.
Idade (mês) Cádmio Zinco
12 0,12 16,93
13 0,09 14,65
14 0,13 12,35
15 0,16 14,15
16 0,10 10,07
A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) apresenta legislação
própria para regulamentar os limites de contaminantes no pescado. A portaria nº 685, de
27 de agosto de 1998, apresenta a concentração limite de cádmio em pescado de 1µg.g
-
1
.
Um programa conjunto entre a Organização das Nações Unidas para a
Agricultura e Alimentação (FAO) e a Organização Mundial da Saúde (OMS), chamado
43
“Codex Alimentarius”, aponta o mesmo valor de concentração máxima aceitável para
moluscos (1 µg.g
-1
.) (FAO e OMS, 2004).
Já a agência de vigilância e controle da qualidade de alimento dos Estados
Unidos, a U.S. F.D. A., apresenta um limite de concentração para cádmio específico
para mariscos de 4 µg.g
-1
(FDA, 2003).
O cádmio figura em oitavo na lista das substâncias perigosas mais prioritárias de
2005 da Agência para Registro de Doenças e Substâncias Tóxicas (ATSDR). Portanto,
merece toda atenção das agências reguladoras nacionais, no sentido de se monitorar os
níveis deste elemento nos pescado da região.
Para se avaliar o risco toxicológico de qualquer tipo de exposição, deve-se
considerar a dose ao que se expões o organismo. No caso do consumo de pescado, deve-
se estimar a quantidade de alimento ingerido. Desta forma, simularemos uma situação
onde o consumo de vieiras se dá de forma esporádica, e em pouca quantidade (ex. cinco
por vez).
O máximo de resíduo que um elemento/contaminante pode apresentar em um
alimento sem que cause prejuízos a quem consumi-lo, é referido como Limite Máximo
de Resíduo (LMR). Nogava e colaboradores (1989) estabeleceram o LMR para o
cádmio, que é, de 0,2µg.dia
-1
.kg
-1
(NOGAWA et al., 1989). Considerando uma pessoa
de 70kg, isso corresponde a uma dose diária de cádmio de 14µg.dia
-1
.
A partir dos espécimes que trabalhamos, estimamos que um músculo de um
indivíduo de N. nodosus em idade comercial (de 12 a 16 meses) pese aproximadamente
3,5g (peso úmido). Para efeito de estimativa de exposição, tomaremos para base de
cálculo a concentração de 0,2µg.g
-1
, que está pouco acima do maior valor encontrado de
cádmio no músculo (0,16µg.g
-1
massa úmida).
Assim, supondo que uma pessoa consuma 5 coquilles em uma refeição,
significaria que ela estaria exposta a uma dose de 3,5µg de cádmio, o que representa um
quarto (1/4) do LMR diário. Deve-se considerar, no entanto, outras possíveis fontes de
ingestão de cádmio, como o cigarro (fator que duplica a absorção deste metal), outros
alimentos ou poeira contaminado por cádmio (CHASIN e CARDOSO, 2003).
Prosseguindo com as estimativas, em nosso estudo um animal representa uma
dose de 0,7 µg de cádmio. Assim, uma pessoa de 70 kg precisaria ingerir 20 animais
para alcançar o limite diário de ingestão. Resumidamente, chegamos a relação de que 1
g de coquille (contendo 0,2µg de cádmio) representa 100% do limite de ingestão, por
Kg de peso corpóreo, por dia.
44
Para zinco não encontramos legislação nacional específica que determine limites
de concentração aceitável. Porém, há uma legislação no Reino Unido que determina um
limite de 50µg.g
-1
(SMYTH et al., 1997). Assim, as concentrações (em massa úmida)
encontradas no músculo de N. nodosus cultivados na BIG, estão abaixo de um terço
desta recomendação.
5-CONCLUSÃO
Podemos utilizar N. nodosus para uma avaliação da contaminação ambiental por
cádmio, porém levando-se em consideração a idade do organismo coletado, uma vez
que este fator influência nas concentrações do tecido, correlacionando-se positivamente.
Com relação ao zinco, este elemento não varia com a idade do indivíduo, e
parece ser regulado eficazmente por N. nodosus. Desta forma, vemos dificuldades para
se realizar uma avaliação da contaminação ambiental por zinco utilizando a
bioacumulação deste metal nos tecidos de N. nodosus.
Podemos afirmar que, o tecido do divertículo digestivo (DD) é o que integra as
variações ambientais dos níveis de cádmio e zinco, devendo este ser adotado em futuros
estudos.
Não foi possível aferir o tempo de resposta de N. nodosus, quanto às
concentrações de zinco e cádmio em seus tecidos moles, quando exposto a uma
condição ambiental diferenciada, visto que não detectamos alterações destes parâmetros
durante o experimento transplante.
Quanto ao risco toxicológico referente ao consumo humano de N. nodosus,
produzidos na Fazenda Marinha da Praia do Náutico (IEDBIG), este pescado deve ser
consumido com cautela e moderação para que se mantenha dentro do limite diário de
ingestão de cádmio. Quanto ao zinco, este metal encontra-se em concentrações seguras
para consumo.
São necessários mais estudos para que a utilização de N. nodosus em programas
de biomonitoramento da contaminação ambiental por metais pesados seja plena.
45
6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apesar de encontrarmos um número expressivo de publicações relacionadas com
a utilização de moluscos bivalves, como organismos sentinelas para avaliar a
contaminação ambiental por metal pesado, alguns pontos ainda persistem em aberto.
Com os resultados desta pesquisa, trazemos outras questões que consideramos
que devam ser abordados em próximas investigações.
Vemos como necessário avaliar a possível interferência das incrustações nos
indivíduos e nas lanternas de malacocultura, nas concentrações de metais pesados nos
tecidos biológicos. Um resultado que contribuiria para o esclarecimento desta questão
seria os valores das concentrações de cádmio no DD dos organismos medidos pelo
IEDBIG, que utilizamos como comparação nesta pesquisa.
Também vemos como necessário, a investigação das concentrações de metais
nos compartimentos abióticos, sobretudo a MOPS, em paralelo ao acompanhamento das
determinadas no compartimento biológico. A partir das concentrações de metais
pesados na MOPS, obtemos uma estimativa da exposição a metais pesados que os
organismos se encontram. Estabelecendo-se a relação entre o conteúdo de metal pesado
na MOPS e o incorporado pelo organismo, obtém-se o poder de resolução da espécie
para as concentrações ambientais de metais pesados. Com isso, é possível avaliar se a
bioacumulação está ocorrendo devido ao esgotamento da capacidade de excreção do
metal (concentrações biológicas maiores que as encontradas no MOPS), ou se a
exposição é crescente.
Para que estas e outras questões sejam alcançadas com êxito, é fundamental a
total integração entre os programas de biomonitoramento e a malacocultura. Como
apontado na introdução deste trabalho, o cultivo de moluscos bivalves está sendo
implementado em todas as regiões do Brasil, inclusive nas proximidades de grandes
cidades. Assim, o estreitamento entre linhas de pesquisas que tomem como foco
espécies com interesse comercial, ou que apresentem potencial para este fim, deve ser
incentivado.
O IEDBIG tem como meta para produção de 12 milhões de sementes este ano, o
que ilustra a expansão do cultivo desta espécie no Estado do Rio de Janeiro. Assim, com
o surgimento de mais fazendas, vemos a possibilidade de se cobrir uma larga faixa do
litoral do Estado, integrando estes pontos de malacocultura em estações de coleta,
dentro de programas de monitoramento ambiental.
46
Portanto, o aproveitamento de espécies nativas, e o monitoramento ambiental
das áreas de cultivo, são exemplos de como a aproximação de linhas de pesquisa com a
maricultura são necessárias e oferecem retorno mútuo. Como exemplo disso, citamos a
Rede Nacional de Ostra. Esta se refere a um consórcio entre diversos grupos de
pesquisa que se propõe, além de outras iniciativas voltadas ao manejo deste estoque
pesqueiro, fazer o mapeamento genômico da espécie Crassostrea rhizophorae, o que
abre um largo leque de possibilidades.
Não só pelo alto valor de marcado que o coquille de St. Jacques, mas por sua
larga abrangência geográfica (o que facilita a intercomparação dos resultados entre
regiões com características distintas), mas principalmente pelo bom desempenho que a
espécie apresenta em cultivos do litoral do Rio de Janeiro, esta espécie merece ser foco
de mais estudos.
7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABIA, 1991, Compêndio da Legislação de Alimentos. In: Atos do Ministério da Saúde.
AMADO-FILHO, G. M. e PFEIFFER, W. C., 1998, "Utilização de macrófitas marinhas
no monitoramento da contaminação por metais pesados: O caso da Baía de Sepetiba",
Acta Botânica Brasileira, v.12, pp.411-419.
AMARAL, M. C. R., 2002, Estudo de acumulação e depuração de metais pesados
através do transplante da ostra Crassostrea rhizophorae (Guilding, 1828). Dissertação
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