Macroinvertebrados bentônicos como indicadores biológicos de qualidade da água : proposta para elaboração de um índice de integridade biológica

Abstract

Os ecossistemas aquáticos estão sujeitos a vários tipos de perturbações antrópicas que alteram a estrutura e o funcionamento desses ambientes. Modificações na estrutura da paisagem (uso intenso da terra para fins agrícolas ou urbanos) em áreas adjacentes aos rios provocam alterações na qualidade da água, no sedimento de fundo dos rios, na quantidade e qualidade de alimentos disponíveis aos organismos aquáticos. Organismos bentônicos têm sido amplamente utilizados como indicadores de qualidade ambiental, pois são sensíveis a vários tipos de degradação ambiental e respondem diferentemente a um amplo espectro de nível e tipos de poluição. Os índices mais usados para avaliar o impacto de poluentes sobre as comunidades aquáticas são os índices de diversidade, bióticos e de comparação de comunidades (similaridade e dissimilaridade); a maioria deles apresenta limitações de uso devido à distribuição restrita de muitas espécies. Índices de avaliação da qualidade da água utilizando métodos multivariados prometem compreender um sistema complexo reduzindo o número de variáveis coletadas. Assim o índice de integridade biológica de bentos foi desenvolvido para avaliar a integridade biológica dos ecossistemas aquáticos, aplicando os conceitos de áreas de referência e saúde dos rios, com o objetivo de monitorar e restaurar a condição natural dos ambientes degradados. O objetivo desse trabalho é propor um índice de integridade biológica usando macroinvertebrados bêntonicos na bacia do rio São Bartolomeu (DF). Para isso, foram analisados aspectos da qualidade do habitat, da água, do sedimento e a estrutura da comunidade bentônica para definição de áreas de referência nos 43 pontos selecionados nesta bacia. Para análise da qualidade da água foram realizadas medidas de pH, alcalinidade, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos (STD) concentração de oxigênio dissolvido (OD) e consumido (OC), concentração de nitrato, amônio e ortofosfato. O sedimento foi analisado quanto ao tamanho dos grãos, percentual de matéria orgânica e concentração de nitrogênio e fósforo total. Aspectos da estrutura da comunidade bentônica foram analisados, entre eles a composição, riqueza e diversidade de táxons, os grupos tróficos de alimentação e a abundância relativa. A qualidade da água foi alterada devido à influência antrópica. A condutividade elétrica, a alcalinidade, os STD e a concentração de nutrientes aumentaram em resposta ao impacto; por outro lado, a concentração de oxigênio dissolvido diminuiu. No sedimento o intenso uso da terra provocou alterações no tamanho dos grãos, com crescente deposição de areia fina e argila, no teor de matéria orgânica e na concentração de nitrogênio e fósforo total, que aumentaram em resposta ao impacto. Foram identificados 9401 indivíduos, entre os quais as larvas de Chironomidae (Insecta: Diptera) foram dominantes na maioria dos pontos. Larvas de Plecoptera apresentaram maior sensibilidade ao impacto que as de Ephemeroptera e Trichoptera. O grupo trófico do tipo coletor foi dominante na maioria dos pontos amostrados. A comunidade bentônica apresentou alterações na composição, abundância, riqueza e diversidade nas áreas mais degradadas. Para o índice de integridade biológica, foram selecionadas 20 medidas, das quais apenas seis mostraram sensibilidade para distinguir áreas de referência de áreas degradadas. O índice de integridade proposto para o rio São Bartolomeu foi sensível para qualificar quatro tipos de ambientes segundo o nível de preservação: impactado, degradado, bom e muito bom, demonstrando que a comunidade bentônica pode ser usada em índices de avaliação da integridade biológica na bacia do rio São Bartolomeu. O baixo número de áreas consideradas de referência e a baixa abundância dos organismos foram limitantes para a elaboração do índice; por isso, um número maior de amostragens espaciais e temporais seria necessário para aprimorar o índice. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The aquatic ecosystems are subject to several types of disturbances anthrophics that alter the structure and the function of those environments. Modifications in the structure of the landscape (use intense of the earth for ends agricultural or urban) in areas adjacent to the rivers they provoke alterations in the quality of the water, in the sediment of bottom of the rivers, in the amount and quality of available feed to the aquatic organisms. Organisms benthic have been used thoroughly as indicators of environmental quality, because they are sensitive to several types of environmental degradation and they answer differently to a wide level spectrum and pollution types. The indexes more used to evaluate the impact of pollutant on the aquatic communities are the diversity indexes, biotic and of communities' comparison (similarity and dissimilarity); most of them presents use limitations due to the restricted distribution of a lot of species. Indexes of evaluation of the quality of the water using methods multimetrics promises to understand a complex system reducing the number of collected variables. Thus index of biological integrity was developed to evaluate the biological integrity of the aquatic ecosystems, applying the concepts of reference areas and health of the rivers, with the objective of to monitor and to restore the natural condition of the degraded environments. The objective of that work is to propose an index of biological integrity using macroinvertebrates benthic in the basin of the São Bartolomeu River (DF). For that, aspects of the quality of the habitat were analyzed, of the water, of the sediment and the structure of the community benthic for definition of reference areas in the 43 points selected in this basin. For analysis of the quality of the water pH measures were accomplished, alkalinity, electric conductivity, dissolved total solids (TDS) concentration of dissolved oxygen (OD) and consumed (OC), concentration of nitrate, ammonium and orthophosphate. The sediment was analyzed as for the size of the grains, percentage of organic matter and concentration of nitrogen and total phosphor. Aspects of the structure of the community benthic were analyzed, among them the composition, richness and taxa diversity, the groups feeding trophics and the relative abundance. The quality of the water was altered due to the influence antrophic. The electric conductivity, the alkalinity, TDS and the concentration of nutrients increased in response to the impact; on the other hand, the concentration of dissolved oxygen decreased. In the sediment the intense use of the earth provoked alterations in the size of the grains, with growing deposition of fine sand and clay, in the percentage of organic matter and in the concentration of nitrogen and total match, increased in response to the impact. They were identified 9401 individuals, among the ones which the larvas of Chironomidae (Insecta: Diptera) they were dominant in most of the points. Larvae of Plecoptera presented larger sensibility to the impact that the one of Ephemeroptera and Trichoptera. The group trophic of the type collector was dominant in most of the points. The community benthic presented alterations in the composition, abundance, richness and diversity in the areas more degraded. For the index of biological integrity, 20 measures were selected, of the only six showed sensibility to distinguish areas of reference of degraded areas. The integrity index proposed for the São Bartolomeu River was sensitive to qualify four types of environments according to the preservation level: impacted, degraded, good and very good, demonstrating that the community benthic can be used in indexes of evaluation of the biological integrity in the basin of the São Bartolomeu River. The low number of considered areas of reference and the low abundance of the organisms went limitation to the elaboration of the index; therefore, a larger number of space and temporary samplings would be necessary to perfect the index.