Uso de indicadores de eutrofização para o monitoramento ambiental da produção de peixes em represas rurais

Use of eutrophication indicators for the environmental monitoring of fish production in rural dams

ABSTRACT - The present study evaluated the trophic status index (IET) of water during the intensive production of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) in cages installed in a rural dam located in the Ribeira Valley, in the Mata Atlântica region in the southeast of the Brazil. The experiment was conducted in three periods: before (90 days), during (180 days) and after (90 days) the intensive production of fish in the dam. It was used 30 cages of 4m³, with density of 150 tilapia per m³. It was verified that the IET was increasing in the production period from ultraoligotrophic to mesotrophic, reached a maximum value of 53.2±0.4 and after the production remained oligotrophic. The water quality parameters did not present significant differences between the periods analyzed (p>0.05). The IET based application is a practical tool for environmental monitoring and risk analysis of fish production in the aquatic environment.

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Introdução

Empreendimentos aquícolas possuem risco de contaminação da água devido as excretas e a ração não consumida pelos peixes que possuem elevada quantidade de fósforo e nitrogênio. Outros fatores como resíduos de agrotóxico e esgoto não tratado que elevam a carga de nutrientes e aumentam a quantidade de fitoplâncton, reduz o oxigênio dissolvido e pode acarretar em aparecimento de toxinas na água. Dessa forma, além do monitoramento físico-químico da qualidade da água, o uso de indicadores é considerado uma importante ferramenta a ser utilizada no monitoramento e controle da eutrofização do corpo hídrico, dentre estas se destaca o Índice de Estado Trófico (IET), desenvolvido com a finalidade de classificar as águas de lagos e reservatórios (Lamparelli, 2004; ANA, 2014). Este índice divide os sistemas tradicionais em três classes: oligotrófico, mesotrófico e eutrófico, sendo que determinados sistemas incluem, também classes como o ultraoligotrófico, hipereutrófico, entre outras que são baseados na concentração de fósforo e clorofila-a do ambiente aquático (Bueno et al., 2008). Diante do exposto, o objetivo do presente estudo foi aplicar o IET como ferramenta de monitoramento da qualidade da água de uma represa rural localizada no Vale do Ribeira, Brasil sob influência da produção intensiva de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) em tanques-rede.

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Revisão Bibliográfica

Considerados sistemas artificiais que interagem com os rios nos quais são construídos, alterando os sistemas terrestres e aquáticos, os reservatórios proporcionam inúmeros benefícios, tais como reserva de água para hidroeletricidade e abastecimento público (ESTEVES, 1998) que nos últimos anos, passaram a ser utilizados como áreas para o cultivo de organismos aquáticos. Ao contrário das estratégias de cultivo tradicionais, a produção de peixes em tanques-rede possibilita o aproveitamento dos rios, dos grandes reservatórios, dos lagos e demais ambientes aquáticos. A produção de peixes nestas unidades aquícolas é uma alternativa de investimento de menor custo e maior rapidez de implantação, possibilitando um adequado aproveitamento destes recursos hídricos e a rápida expansão da piscicultura industrial (Leonardo et al, 2011). Por outro lado, os resíduos oriundos desta atividade como a ração não consumida e os produtos metabólicos dos peixes, liberam para o ambiente altos teores de nutrientes como P e N que estimulam o crescimento de algas. Para avaliar as condições da água no reservatório, um importante fator é a classificação destes ambientes de acordo com seu estado trófico, sendo correlacionados com as variáveis físico-químicas da água. Neste cenário, o uso de indicadores do estado de trofia destes ambientes podem ser utilizados para avaliação e monitoramento ambiental destes ecossistemas aquáticos (LAMPARELLI, 2004)

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Materiais e Métodos

O estudo foi realizado no Polo Regional do Vale do Ribeira, da Agência Paulista de Tecnologia do Agronegócio (APTA Regional) localizado no município de Pariquera-Açú (latitude 24° 43’ 14’’ S; longitude 47° 52’ 43’’ O; altitude 39 m). Instalaram-se trinta tanques-redes de 4m³, com densidade de estocagem de 150 peixes por m³ e peso médio de 5 ± 2.6 g. Alimentaram-se os peixes com ração extrusada contendo 32% de proteína, 15 MJ kg^-1 de energia bruta e teor de 0.6 % de fósforo total durante duas vezes ao dia, na proportação de 2,5% de ração em relação do peso vivo dos animais.. Monitoraram-se semanalmente os níveis de oxigênio dissolvido (O₂D mg L^-1) e temperatura da água (ºC) utilizando-se o aparelho portátil YSI 550A, além do potencial hidrogeniônico com o medidor de pH digital HANNA-21 e condutividade elétrica (μS.cm^-1) utilizando-se o condutivímetro de bancada ADAMO C-150. A transparência da água (cm) foi medida com o Disco de Secchi. Paralelamente, utilizando uma garrafa de Van Dorn, coletaram-se, mensalmente, amostras de água no abastecimento da represa (AB) a 40 cm da superfície (n=3), na área onde estavam instalados os tanques-rede (TR) a 100 cm da superfície (n=9) e no efluente de lançamento (EF) da represa a 40 cm da superfície (n=3), ambas em triplicata. Em seguida, as amostras foram acondicionadas em garrafas plásticas, armazenadas na ausência de luz e refrigeradas a 4^oC para posteriores análises laboratoriais. A determinação da alcalinidade total (CaCO₃ mg L^-1) foi realizada por meio de titulação com acido forte (Golterman, Clymo & Ohnstad, 1978, p. 213) e a concentração de nutrientes dissolvidos foi realizada por meio da filtragem das amostras de água em membrana do tipo GF/C Whatman (0.45 μm de porosidade, 47 mm de diâmetro), sendo posteriormente congeladas para análise das concentrações de nitrogênio amoniacal total (mg L^-1) de acordo com o proposto por Koroleff (1976). A análise do material em suspensão (mg L^-1) seguiu o método de Mudroch & Macknight (1991) e para a clorofila-a (μg L^-1) o método de Nusch (1980) e Marker et al. (1980). O Índice do Estado Trófico foi composto pelo Índice do Estado Trófico para o Fósforo – IET (PT) e o Índice do Estado Trófico para a Clorofila-a – IET (CL), modificados por Lamparelli (2004), sendo estabelecidos para ambientes lóticos, segundo as equações: IET (Cl): 10* (6 – (0.92-0.34* (In Cl)) / In 2)); IET (PT): 10* (6 –(1.77-042* (In PT) / In 2)); onde: Cl: concentração de Clorofila-a medida à superfície da água, em µg.L^-1; PT: concentração de Fósforo Total medida à superfície da água, em µg.L^-1; ln: logaritmo natural. O resultado apresentado nas tabelas do IET foi à média aritmética simples dos índices relativos ao Fósforo Total e a Clorofila a, segundo a equação: IET = [IET ( PT ) + IET ( CL) ] / 2 Utilizou-se a classificação numérica descrita por Lamparelli (2004), a qual classifica os ambientes como: ultraoligotrófico (IET ≤ 47), oligotrófico (47 < IET ≤ 52), mesotrófico (52 < IET ≤ 59), eutrófico (59 < IET ≤ 63), supereutrófico (63 < IET ≤ 67) e hipereutrofico (>67). Para se verificar a ocorrência de estratificação foi realizada análise de variância de médias repetidas utilizando-se o tempo (meses) e como repetição os pontos de coleta, em caso de diferença significativa as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (p<0.05).

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Resultados e Discussão

Os dados de temperatura, oxigênio dissolvido, potencial hidrogeniônico, condutividade elétrica, alcalinidade total e nitrogênio amoniacal total atenderam os requisitos para a produção de tilápias conforme recomendado por Leonardo et al. (2011), e não demonstraram diferença significativa (p>0,05) entre os pontos de coleta no abastecimento da represa (AB), instalação dos tanques-rede (TR) e efluente de lançamento (EF) de acordo com o demonstrado na Tabela 01. Durante os períodos de coleta houve um aumento de 5ºC da temperatura da água (outubro a março), durante a primavera e verão observou-se o decréscimo de 4ºC. Tal temperatura influênciou no consumo de ração, desempenho zootécnico e a qualidade da água. Os dados de oxigênio dissolvido elevados foram obtidos no período de pós-produção (abril a junho) sendo que não houveram oscilações no pH, CE, AT e NT (p>0,05). No caso do NT, houve um acréscimo de 20% durante e antes da produção dos peixes, tal resultado indica que o input de rações e excretas advindas da produção não influenciou na concentração de nitrogênio no período de estudo. em relação a transparência da água, obteve-se diferença significativa de (p<0,023), isto devido ao aporte de matéria orgânica no ambiente. Verifica-se na Tabela 02, que a classificação do IET no presente estudo antes da produção manteve-se como ultraoligotrófico, no período produtivo passou para mesotrófico e no pós-produção o grau de trofia apresentou um decréscimo para oligotrófico. Estes resultados reforçam o recomendado pela Agência Nacional de Águas - ANA (2014) a qual enfatizam o uso do IET para avaliação continua da qualidade da água e do potencial de risco de impacto ambiental em reservatórios e represas relacionados. Metodologia também recomendada quando trata-se da exploração dos recursos hídricos à produção animal, os quais necessitam de outorga de água e licenciamento ambiental para instalação e operação destes empreendimentos. Neste contexto, a mudança de classificação do IET no período de produção observada neste estudo, pode estar atribuída ao aporte de matéria orgânica (MO), oriunda da excreção dos peixes ou mesmo de ração não digerida. Além destes fatores, a precipitação observada neste período de 1080 mm por ano, típico da região de Mata Atlântica, pode contribuir com o lixiviamento de MO, nutrientes e consequentemente aumento na concentração de clorofila-a no ambiente aquático em estudo. Zhang et al. (2008) também utilizando índice de estado trófico (baseado na concentração de nitrogênio, fósforo e clorofila-a na água) para avaliar a eutrofização em 35 reservatórios na região de Chongqing, no Sudoeste da China enfatizaram a eficiência do uso desta ferramenta a qual permitiu a conclusão que as principais fontes de poluição são os resíduos industriais e domésticos, sendo intensificado pelo desenvolvimento da aquicultura onde o nível de eutrofização aumentou em dois anos gradualmente de ultraoligotrófico para oligotrófico em 22 reservatórios. Contudo, o uso do IET e de indicadores de qualidade da água tem sido utilizado com frequência para o monitoramento ambiental de reservatórios, lagos e represas para fins de licenciamento e controle ambiental (ANA, 2014). No entanto, a aplicação destas ferramentas em áreas de produção intensiva de peixes é incipiente e deve ser aplicada com maior frequência pela indústria aquícola (Bueno et al., 2008), pois trata-se de uma metodologia prática e pouco onerosa que permite resultados de fácil interpretação e uso pelos produtores, agentes fiscalizadores e investidores no setor que visam uma atividade sustentável e com menor risco.

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Conclusões

O ambiente avaliado apresentou diferenças no grau de trofia, classificando-se como ultraoligotrófico, antes da criação de peixes, mesotrófico durante e oligotrófico após a criação de peixes. O uso do índice de estado trófico como ferramenta para o monitoramento da qualidade da água em represas rurais auxilia no controle e avaliação do ambiente aquático sob influência da produção de peixes.   Agradecimentos A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Processo n.2016/10563-0 pelo auxílio na pesquisa. A FUNDEPAG, FEHIDRO e aos técnicos do setor de Piscicultura do Polo Regional do Vale do Ribeira Sr. Edilberto Rufino de Almeida, Benedito de Aguiar Martins e André Luis Aguiar Martins pelo auxílio na execução do projeto de pesquisa.

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Gráficos e Tabelas

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Referências

Agência Nacional de Águas – ANA 2014, ´Indicadores de qualidade: índice do estado trófico (IET)´, Disponível em http:// portalpnqa.gov.br/indicadores-estado-trofico.aspx. Acesso em: 09 mar. 2017. Bueno, G.W; Marengoni, N.G; Gonçalves, A. C. J.; Boscolo, R. W; Teixeira, R. A 2008, ´Estado trófico e bioacumulação do fósforo total no cultivo de peixes em tanques-rede na área aquícola do reservatório de Itaipu´, Acta Scientiarum. Biological Sciences, Maringá-PR vol. 30, no. 3, pp. 237-243. Koroleff, F 1976, ´Determination of nutrients´, In: Grasshoff, K. (ed) Methods of seawater Analysis, Verlag Chemie Weinhein, pp. 117-181. Lamparelli, M.C 2004, ´Grau de trofia em corpos d´água do Estado de São Paulo: Avaliação de métodos de monitoramento, São Paulo´, Tese de Doutorado. Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo, pp. 235. Leonardo, A.F.; Correa, C.F.; Baccarin, A.L 2011, ´Qualidade da água de um reservatório submetido à criação de tilápias em tanques-rede, no sul de São Paulo, Brasil´, Boletim Instituto de Pesca, vol. 37 no. 4, pp. 341-354. Marker, F.H.; Nusch, E.A.; Rai, H 1980, ´The measurement of photosynthetic pigments in freshwater and standartization of methods´, Archive Hydrobiologie, Sttuttgart, vol. 14, pp. 91-106. Mudroch, A. & Macknight, S.D 1991, ´CRC Handbooks of techniques for aquatic sediments sampling´, CRC Press Inc., pp. 210. Nusch, E.A 1980, ´Comparison of different methods for Chlorophyll and phalopigments determination´, Archiv Hydrobiologogie, vol. 14, pp. 14-36. Zhang, L., Jacob, D. J., Boersma, K. F., Jaffe, D. A., Olson, J. R., Bowman, K. W., Worden, J. R., Thompson, A. M., Avery, M. A., Cohen, R. C., Dibb, J. E., Flocke, F. M., Fuelberg, H. E., Huey, L. G., McMillan, W. W., Singh, H. B., and Weinheimer, A. J 2008, ´Transpacific transport of ozone pollution and the effect of recent Asian emission increases on air quality in North America: an integrated analysis using satellite, aircraft, ozone sonde, and surface observations´, Atmos. Chem. Phys., vol. 8, pp. 6117-6136.