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 1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA AMBIENTAL LUANA JESUS OLIVEIRA MARCANTE AMBIENTES AQUÁTICOS DA BACIA DO RIO IGUAÇU: ASPECTOS FÍSICOS, QUÍMICOS E CIANOTOXINAS Dissertação CURITIBA 2013

CT PPGCTA M Marcante, Luana 2013

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Dissertação de Mestrado Luana Marcante

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    UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIA E TECNOLOGIA AMBIENTAL

    LUANA JESUS OLIVEIRA MARCANTE

    AMBIENTES AQUTICOS DA BACIA DO RIO IGUAU: ASPECTOS FSICOS, QUMICOS E CIANOTOXINAS

    Dissertao

    CURITIBA 2013

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    LUANA JESUS OLIVEIRA MARCANTE

    AMBIENTES AQUTICOS DA BACIA DO RIO IGUAU: ASPECTOS FSICOS, QUMICOS E CIANOTOXINAS

    Dissertao apresentada como requisito parcial para obteno do grau de Mestre em Cincias Ambientais, do Programa de Ps-Graduao em Cincia e Tecnologia Ambiental, Universidade Tecnolgica Federal do Paran. rea de Concentrao: Tecnologia em Processos Ambientais.

    Orientador: Prof. Dr. Jlio Csar Rodrigues de Azevedo

    CURITIBA 2013

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    Dados Internacionais de Catalogao na Publicao

    M313 Marcante, Luana Jesus Oliveira Ambientes aquticos da Bacia do Rio Iguau : aspectos fsicos, qumicos e

    cianotoxinas / Luana Jesus Oliveira Marcante. 2013. 143 f. : il. ; 30 cm

    Orientador: Jlio Csar Rodrigues de Azevedo. Dissertao (Mestrado) Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Programa de

    Ps-graduao em Cincia e Tecnologia Ambiental, Curitiba, 2013. Bibliografia: f. 114-123.

    1. Controle de qualidade da gua. 2. Bacias hidrogrficas Iguau, Rio (PR e Argentina). 3. gua Qualidade Avaliao. 4. Cianotoxinas. 5. Fitoplancto de gua doce. 6. Fsico-qumica. 7. Tecnologia ambiental Dissertaes. I. Azevedo, Jlio Csar Rodrigues de, orient. II. Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Programa de Ps-graduao em Cincia e Tecnologia Ambiental. III. Ttulo.

    CDD (22. ed.) 363.7

    Biblioteca Central da UTFPR, Campus Curitiba

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    MINISTRIO DA EDUCAO UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN PR-REITORIA DE PESQUISA E PS-GRADUAO PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIA E TECNOLOGIA AMBIENTAL

    TERMO DE APROVAO

    Ttulo da Dissertao n 23

    Ambientes aquticos da Bacia do Rio Iguau: aspectos fsicos, qumicos e cianotoxinas

    por

    Luana Jesus Oliveira Marcante

    Dissertao apresentada s 9 horas do dia 18 de dezembro de 2013, como requisito parcial para obteno do ttulo de MESTRE EM CINCIAS AMBIENTAIS, na rea de concentrao Tecnologias e Processos Ambientais da Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Campus Curitiba. O candidato foi arguido pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados. Aps deliberao, a Banca Examinadora considerou o trabalho aprovado.

    Banca examinadora:

    __________________________________________________________

    1 Prof. Dr. Jlio Csar Rodrigues de Azevedo (Orientador) Programa de Ps-Graduao em Cincia e Tecnologia Ambiental Universidade Tecnolgica Federal do Paran - UTFPR

    __________________________________________________________

    Prof. Dr. Flvio Bentes Freire Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil Universidade Tecnolgica Federal do Paran - UTFPR

    __________________________________________________________

    Prof. Dr. Thomaz Aurlio Pagioro Programa de Ps-Graduao em Cincia e Tecnologia Ambiental Universidade Tecnolgica Federal do Paran - UTFPR

    Visto da Coordenao: _________________________________ Prof. Dr. Thomaz Aurlio Pagioro

    Coordenador do PPGCTA

    A Folha de Aprovao assinada encontra-se na Coordenao do Programa

    UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARANPR

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    Ao meu querido amigo, Rafael Bueno (in memorian) por me ensinar a sonhar.

    Ao meu pai, que, sem seus talentos de navegador e vontade de salvar o planeta, este trabalho no teria sido possvel.

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    AGRADECIMENTOS

    A Deus, por mostrar os momentos de fraqueza e o quanto podemos superar os obstculos.

    minha famlia, por estarem do meu lado o tempo todo e me apoiarem. Ao meu marido, Fernando, que mudou sua vida para estar ao meu lado,

    independente de tudo. Ao meu orientador, Prof. Jlio Csar Rodrigues de Azevedo, por tudo.

    Tantas horas dedicadas ao sonho de literalmente embarcar num projeto enorme, por todo o conhecimento passado nas coletas a campo, laboratrio, sala de aula...Jlio, difcil lhe dizer o quanto esse tempo no mestrado teve influencia em toda a minha vida. Muito obrigada por ter sido esse paizo, por lutar com tudo que podia em busca de financiamento, ideais e princpios.

    Aos meus amigos e parceiros Alessandra, Rodrigo e Naiara, pela ajuda, por compartilhar momentos nicos, felizes, de crise, de orgulho, de fim de semanas partilhados no laboratrio, enfim... Sem vocs tudo isso no teria sido possvel.

    Ale, obrigada pelos conhecimentos compartilhados, sinto que sem seu apoio a caminhada seria muito mais difcil.

    Ao meu amigo Rafael Kramer, por sempre ter uma palavra apaziguadora, ter me ajudado em todos os momentos com muita pacincia e ser parceiro sempre.

    A CAPES, pela bolsa concedida. Ao CNPq pelos recursos disponveis no edital 14/2011, processo

    474900/2011-8. UTFPR pela estrutura fornecida. Aos professores e colegas do PPGCTA, Augusto, Gian e Oliver, por todo

    apoio e conhecimento passado.

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    V

    V

    V

    A natureza reservou para si tanta liberdade que no a podemos nunca penetrar completamente com o nosso saber e a nossa cincia.

    Goethe

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    RESUMO

    MARCANTE, Luana Jesus Oliveira. Ambientes aquticos da Bacia do Rio Iguau: aspectos fsicos, qumicos e cianotoxinas. 2013. 133 f. Dissertao (Mestrado acadmico) Programa de Ps-Graduao em Cincia e Tecnologia Ambiental, Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Curitiba, 2013.

    Considerada como o maior complexo hdrico do Paran, a Bacia do Iguau tem importncia estratgica, principalmente no que se refere caracterstica do rio por sua extenso e potencial hidreltrico altamente explorado com a formao de cinco reservatrios para gerar mais de 6.000 MW de energia. Em detrimento de sua importncia estratgica, o represamento em cascada do Rio Iguau faz com que suas caractersticas hidrulicas sejam modificadas, podendo gerar passivos ambientais, como a incidncia de floraes de cianobactrias nos reservatrios, podendo apresentar potencial txico. So poucos estudos que contemplem a bacia do Iguau como um todo, avaliando o rio e os reservatrios formadores desse importante complexo hidrogrfico. Pautado nesse entendimento, este estudo tem como objetivo avaliar a relao entre a qualidade da gua na Bacia do Rio Iguau e a influncia na ocorrncia e concentrao da cianotoxina microcistina-LR nos seus reservatrios. Com esta finalidade, foram realizadas trs coletas de amostras de gua no Rio Iguau da sua nascente na Regio Metropolitana de Curitiba at sua foz, em Foz do Iguau. Tambm foram realizadas amostragens em quatro dos cinco reservatrios grandes reservatrios da Bacia: Foz do Areia, Segredo, Salto Santiago e Salto Caxias e avaliado variveis fsicas e qumicas, teor e fonte de matria orgnica e a contaminao nos reservatrios pela cianotoxina microcistina-LR na gua. A avaliao dos resultados obtidos possibilitou a observao das principais influncias no Rio Iguau, tais como atividade antrpica na Regio Metropolitana de Curitiba, sazonalidade, e a influencia da mudana hidrulica promovida pelos reservatrios. Nos reservatrios estudados, as principais variveis esto relacionadas com a sazonalidade, tempo de reteno hidrulico, nutrientes e produtividade primria. A Microcistina-LR foi detectada nos reservatrios de Foz do Areia, Segredo e Salto Santiago, este ultimo com a maior concentrao de toxina intracelular obtida no centro da regio lacustre, com concentrao de 18,62 g por litro filtrado e Foz do Areia, com 65,5 g por litro filtrado em um ponto de margem com alta concentrao de clorofila-a. As analises estatsticas permitiram a compreenso das variveis possivelmente responsveis pelo aumento da biomassa fitoplantnica, porm, no foi possvel obter relaes significativas que pudessem explicar a produo da microcistina intracelular. Diante dos resultados observados, fazem-se necessrias polticas de maior controle ambiental, visando melhoria no tratamento de efluentes e uso e ocupao do solo em toda a extenso da bacia hidrogrfica, porm, mais urgentemente na regio do Alto Iguau.

    Palavras Chave: Bacia Hidrogrfica do Rio Iguau. Autodepurao. Microcistina-LR.

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    ABSTRACT

    MARCANTE, Luana Jesus Oliveira. Aquatic ambients of Iguassu river basin - physical and chemical aspects and cyanotoxins. 2013. 133 f. Dissertao (Mestrado acadmico) Programa de Ps-Graduao em Cincia e Tecnologia Ambiental, Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Curitiba, 2013.

    Considered the largest hydric complex in Paran, the basin Iguau has strategic importance, especially regarding the characteristics of the river, by its great extension and the highly exploited hydropower, forming five reservoirs that generate more than 6.000 MW energy. In detriment of its strategic significance, the damming of the Iguassu River modifies the hydraulic characteristics, which may cause some environmental damage, as the incidence of cyanobacterial blooms in reservoirs may submit toxic potential. Are few studies that consider the Iguau basin as a whole, evaluating the river and reservoirs forming this important hydrographic complex. Guided by this understanding, this study aims to evaluate the relationship between water quality in the Rio Iguau basin and the influence on the occurrence and concentration of microcystin-LR in its reservoirs. For this purpose, three collections of sampling were performed in Iguazu River from its source in the Metropolitan Region of Curitiba to its mouth in Foz do Iguau. Samples in four of the five major reservoirs Basin reservoirs were also performed: Foz do Areia, Segredo, Salto and Salto Caxias Santiago and evaluated physical and chemical variables, content and source of organic matter in reservoirs and contamination by microcystin-LR cyanotoxin. Furthermore, in the reservoirs was evaluated the possibility of contamination by cyanotoxin microcystin-LR. The results evaluation enabled the observation of the main influences on the Iguau River, such as anthropogenic influences in Curitiba Metropolitan Region, seasonality, and the influence of change promoted by the hydraulic reservoirs. In the studied reservoirs, the main variables are related to hydraulic seasonal retention time, nutrients and primary productivity. The microcystin-LR was detected in the reservoirs of Foz do Areia, Segredo and Salto Santiago, the latter with the highest concentration of intracellular toxin in the center of the lake region, with a concentration of 18.62g per liter filtered and Foz do Areia, 65g, on a point margin with a high concentration of chlorophyll-a. The statistical analysis allowed to understand the variables as possibly responsible for increasing phytoplankton biomass, however, it was not possible to obtain significant relations which could explain the production of intracellular microcystin. Front of the observed outcomes, this study points to the need of policies to increase environmental control, aiming to improve in wastewater treatment and the ground use and occupation all along the basin, but more urgently in the Alto Iguau.

    Key Words: Iguassu River Hydrographic Basin. Depuration. Microcystin-LR.

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    LISTA DE ILUSTRAES

    Figura 1- Estrutura geral da hepatotoxina microcistina. ........................................... 30 Figura 2 - Morte de tartarugas associado florao de Microcystis Spp. no Lago

    Oubeira (Arglia). ................................................................................................ 32 Figura 3 - Pontos de amostragem na Bacia do Rio Iguau. ..................................... 37 Figura 4 Esquema de coleta em seo transversal na regio lacustre do

    reservatrio de Salto Caxias. .............................................................................. 38 Figura 5 - Diagrama esquemtico dos aproveitamentos localizados no Rio Iguau. 42 Figura 6 - Processo de extrao das cianotoxinas. .................................................. 47 Figura 7 - Desvio mensal de precipitao em relao mdia histrica nos meses de

    julho/2012, novembro/2012 e fevereiro/2013. ..................................................... 49 Figura 8 - Vazo do Rio Iguau para alguns pontos amostrados na amostragem em

    julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................................................ 50 Figura 9 - Variaes na flutuao de nvel , pluviosidade e vazo acumulada

    para reservatrios de Foz do Areia e Segredo para o perodo de incio de julho/2012 ao final de fevereiro/2013. ................................................................. 51

    Figura 10 - Variaes na flutuao de nvel , pluviosidade e vazo acumulada para reservatrios de Salto Santiago e Salto Caxias para o perodo de incio de julho/2012 ao final de fevereiro/2013. ............................................................ 52

    Figura 11 - Vazo mdia defluente, tempos de reteno mensal calculado -- e nominal ---- para os reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................. 54

    Figura 12 - Variao da concentrao de oxignio dissolvido (mg.L-1) nos pontos avaliados no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................................................................................................ 56

    Figura 13 - Variao temporal entre as concentraes de oxignio dissolvido no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .... 57

    Figura 14 - Mdia e desvio padro da concentrao de oxignio dissolvido (mg.L-1) nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 58

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    Figura 15 - Variao temporal (a) e espacial (b) das concentraes de oxignio dissolvido nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................................................................................................ 59

    Figura 16 - Comparao entre as concentraes de oxignio dissolvido no Rio Iguau e reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................................................................................................ 59

    Figura 17 - Variao da concentrao de ortofosfato (g.L-1) nos pontos avaliados no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 60

    Figura 18 - Variao temporal entre as concentraes de ortofosfato no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................ 61

    Figura 19 - Mdia e desvio padro da concentrao de ortofosfato (g.L-1) nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 62

    Figura 20 - Variao temporal (a) e espacial (b) das concentraes de ortofosfato nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 63

    Figura 21 - Comparao entre as concentraes de ortofosfato no Rio Iguau e reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 64

    Figura 22 - Variao da concentrao de fsforo total (g.L-1) nos pontos avaliados no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 65

    Figura 23 - Variao temporal entre as concentraes de fsforo total no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................ 66

    Figura 24 - Mdia e desvio padro da concentrao de fsforo total (g.L-1) nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 67

    Figura 25 - Variao temporal (a) e espacial (b) das concentraes de fsforo total nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 68

    Figura 26 - Comparao entre as concentraes de fsforo total no Rio Iguau e reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 68

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    Figura 27 - Variao da concentrao do nitrognio amoniacal (g.L-1) nos pontos avaliados no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................................................................................................ 69

    Figura 28 - Variao temporal entre as concentraes de nitrognio amoniacal no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ............................................................................................................................. 70

    Figura 29 - Mdia e desvio padro da concentrao de nitrognio amoniacal (g.L-1) nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 71

    Figura 30 - Variao temporal (A) e espacial (B) das concentraes de nitrognio amoniacal nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................................................................................................ 72

    Figura 31 - Comparao entre as concentraes de nitrognio amoniacal no Rio Iguau e reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................................................................................................ 73

    Figura 32 - Variao da concentrao do nitrato (g.L-1) nos pontos avaliados no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ............................................................................................................................. 73

    Figura 33 - Variao temporal entre as concentraes de nitrato no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ..................... 74

    Figura 34 - Mdia e desvio padro da concentrao de nitrato (g.L-1) nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 75

    Figura 35 - Variao temporal (a) e espacial (b) das concentraes de nitrato nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 76

    Figura 36 - Comparao entre as concentraes de nitrato no Rio Iguau e reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 77

    Figura 37 - Variao da turbidez (NTU) nos pontos amostrados no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ..................... 78

    Figura 38 - Variao superficial da turbidez (NTU) nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .......................................... 79

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    Figura 39 - Variao temporal (a) e espacial (b) da turbidez nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ..................... 80

    Figura 40 - Comparao entre os valores de turbidez no Rio Iguau e reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................ 80

    Figura 41 - Mdia e desvio padro da concentrao de clorofila (g.L-1) nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 81

    Figura 42 - Variao temporal (a) e espacial (b) das concentraes de clorofila nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 82

    Figura 43 - ndice de estado trfico para os reservatrios estudados no perodo de julho/2012 a fevereiro/2013. (FA) Foz do Areia; (SG) Segredo; (ST) Salto Santiago; (CX) Salto Caxias; (H) Hipereutrfico; (E) Eutrofico; (M) Mesotrfico; (O) Oligotrfico; (U) Ultraoligotrfico. .................................................................. 83

    Figura 44 Valores dos ndices de estado trfico para fsforo total e clorofila para os reservatrios estudados no perodo de julho/2012 a fevereiro/2013. (FA) Foz Do Areia; (SG) Segredo; (ST) Salto Santiago; (CX) Salto Caxias; (H) Hipereutrfico; (E) Eutrofico; (M) Mesotrfico; (O) Oligotrfico; (U) Ultraoligotrfico. ................................................................................................... 84

    Figura 45 - Variao do carbono orgnico dissolvido (g.L-1) nos pontos amostrados no Rio Iguau. ..................................................................................................... 85

    Figura 46 - Variao temporal entre as concentraes de carbono orgnico dissolvido (g.L-1) no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ............................................................................................. 86

    Figura 47 - Mdia e desvio padro da concentrao de carbono orgnico dissolvido (g.L-1) nos reservatrios amostrados. ............................................................... 87

    Figura 48 - Variao temporal (a) e espacial (b) das concentraes de carbono orgnico dissolvido (g.L-1) nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................. 87

    Figura 49 - Comparao entre os valores de carbono orgnico dissolvido (g.L-1) no Rio Iguau e reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................................................................................................ 88

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    Figura 50 - Razo entre as intensidades de fluorescncia emitidas nos comprimentos de onda de 450 e 500 nm (FR) nos pontos amostrados no Rio Iguau. ................................................................................................................. 89

    Figura 51 - Razo entre as intensidades de fluorescncia emitidas nos comprimentos de onda de 450 e 500 nm (FR) nos reservatrios amostrados ........................... 90

    Figura 52 - Pico de mxima emisso de intensidade de fluorescncia (PW), com excitao em 370 nm normalizada por COD nos pontos amostrados do Rio Iguau. ................................................................................................................. 91

    Figura 53 - Picos de mxima emisso de intensidade de fluorescncia (PW), com excitao em 370 nm normalizado por COD nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .......................................... 93

    Figura 54 - Variaes dos picos das Matrizes de Excitao e Emisso (MEE) para dois pontos do Rio Iguau: IG5, na RMC e IG14, ponto jusante do reservatrio de Salto Santiago nas coletas realizadas. .......................................................... 94

    Figura 55 - Proporo entre os picos relativos fonte de matria orgnica nos pontos avaliados no Rio Iguau na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. (A) jul/2012; (B) Nov/2012; (C) Fev/2013). ......................... 95

    Figura 56 - Variao temporal das intensidades dos picos relativos fonte da matria orgnica no Rio Iguau. ......................................................................... 96

    Figura 57 - Variaes dos picos das matrizes de excitao e emisso (MEE) para o ponto representativo (FA2) no reservatrio de Foz do Areia nas coletas realizadas. ........................................................................................................... 97

    Figura 58 - Proporo entre os picos relativos a fonte de matria orgnica nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................................................................... 98

    Figura 59 - Variao temporal das intensidades dos picos relativos fonte da matria orgnica nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................. 99

    Figura 60 - Ordenao dos parmetros (a) e dos pontos (b) relativos vaariao dos parametros nos pontos coletados no Rio Iguau de acordo com a anlise de componentes principais. .................................................................................... 105

    Figura 61 - Ordenao dos pontos em relao s componentes principais (eixos da ordenada e abississa) versus a variao do oxignio dissolvido (contorno) para

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    os pontos coletados no Rio Iguau de acordo com a anlise de componentes principais. .......................................................................................................... 106

    Figura 62 - Ordenao dos parmetros (a) e dos pontos (b) relativos vaariao dos parametros nos reservatrios de acordo com a anlise de componentes principais. .......................................................................................................... 107

    Figura 63 - Ordenao dos reservatrios em relao s componentes principais (eixos da ordenada e abississa) versus a variao da clorofila-a (contorno) para os reservatrios de acordo com a anlise de componentes principais. ............ 108

    Figura 64 - Ordenao dos parmetros (a) e dos pontos (b) relativos variao dos parmetros nos reservatrios de acordo com a anlise de componentes principais. .......................................................................................................... 110

    Figura 65 - Ordenao dos pontos coletados nos reservatrios em relao s componentes principais (eixos da ordenada e abscissa) versus a variao da microcistina-lr intracelular (contorno) para os reservatrios de acordo com a anlise de componentes principais. .................................................................. 111

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    LISTA DE TABELAS

    Tabela 1 Localidades e localizao geogrfica dos pontos de coleta amostrados no Rio Iguau. ..................................................................................................... 35

    Tabela 2 - Mtodos de anlises de nutrientes utilizados nas amostras de gua coletadas. ............................................................................................................ 43

    Tabela 3 Classificao e limites dos nveis de estado trfico para a avaliao dos reservatrios.. ...................................................................................................... 44

    Tabela 4 - Avaliao das possveis fontes de matria orgnica dissolvida segundo a razo FR e Pico de mxima emisso de intensidade de fluorescncia (PW). .... 46

    Tabela 5 - Principais picos observados nas matrizes de excitao e emisso relacionados matria orgnica dissolvida. ....................................................... 46

    Tabela 6 - Valores de tempo de reteno mdio mensal em dias na data da coleta realizada nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. ................................................................................................ 53

    Tabela 7 Nvel, volume til e produo mdia (MW) de energia das hidreltricas formadoras dos nos reservatrios na amostragem em julho/2012, novembro/2012 e fevereiro de 2013. .................................................................. 54

    Tabela 8 - Concentrao de Microcistina-LR intracelular e dissolvida e nveis de clorofila-a nos pontos amostrados nos reservatrios. ....................................... 100

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    LISTA DE ABREVIATURAS

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas ACP Anlise de Componentes Principais ANA Agncia Nacional das guas CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental - SP COD Carbono Orgnico Dissolvido CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente COPEL Companhia Paranaense de Energia Da Dalton HPLC High Performancee Liquide Chromatography IAPAR Instituto Agronmico do Paran IET ndice de Estado Trfico IF Intensidade de Fluorescncia IPARDES Instituto Paranaense de Desenvolvimento Econmico e Social LC-MS Liquid ChromatographyMass Spectrometry MEE Matriz de Excitao e Emisso MOD Matria Orgnica Dissolvida MON Matria Orgnica Natural ONS Operador Nacional do Sistema Eltrico NTU Unidades Nefelomtricas de Turbidez OD Oxignio Dissolvido pH Potencial Hidrogeninico RMC Regio Metropolitana de Curitiba UHE Usina Hidreltrica UV-Vis Ultravioleta- Visvel

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    SUMRIO

    1 INTRODUO .............................................................................................. 20 2 OBJETIVOS .................................................................................................. 22 2.1 OBJETIVO GERAL ....................................................................................... 22 2.1.1 Objetivos especficos .................................................................................... 22 3 CONSIDERAES TERICAS ................................................................... 23 3.1 PRINCIPAIS PARAMENTROS FSICOS E QUMICOS DA GUA .............. 23 3.2 EUTROFIZAO, FLORAO DE CIANOBACTRIAS E POTENCIAL TXICO ..................................................................................................................... 28 4 MATERIAIS E MTODOS ............................................................................ 34 4.1 AREA DE ESTUDO ...................................................................................... 34 4.1.1 Bacia Hidrogrfica do Rio Iguau ................................................................. 34 4.2 AMOSTRAGEM E PRESERVAO ............................................................ 40 4.3 ASPECTOS HIDROLGICOS ...................................................................... 41 4.4 ANLISE DOS PARMETROS FSICOS E QUMICOS DA GUA ............. 43 4.5 AVALIAO DA BIOMASSA FITOPLANTNICA ........................................ 43 4.6 NDICE DE ESTADO TRFICO (IET) .......................................................... 43 4.7 MATRIA ORGNICA DISSOLVIDA ........................................................... 45 4.8 EXTRAO, DETECO E QUANTIFICAO DE MICROCISTINA-LR ... 46 4.9 TRATAMENTO DOS DADOS ....................................................................... 48 4.10 ANLISE ESTATSTICA ............................................................................... 48 5 RESULTADOS E DISCUSSO .................................................................... 49 5.1 ASPECTOS HIDROLGICOS ...................................................................... 49 5.2 ASPECTOS FSICOS E QUMICOS DA GUA ........................................... 55 5.2.1 Oxignio Dissolvido ....................................................................................... 55 5.2.2 Fsforo .......................................................................................................... 60 5.2.3 Srie do Nitrognio ....................................................................................... 69 5.2.4 Turbidez ........................................................................................................ 77 5.3 BIOMASSA FITOPLANTNICA ................................................................... 81 5.4 ESTADO TRFICO DOS RESERVATRIOS ............................................. 83 5.5 MATRIA ORGNICA DISSOLVIDA ........................................................... 84 5.6 MICROCISTINA-LR .................................................................................... 100

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    5.7 ANLISE ESTATSTICA ............................................................................. 101 5.7.1 Correlao de Pearson ............................................................................... 102 5.7.2 Anlise de Componentes Principais (ACP) ................................................ 103 6 CONCLUSO ............................................................................................. 112 7 REFERENCIAS .......................................................................................... 114 APNDICES ............................................................................................................ 124 ANEXOS .................................................................................................................. 142

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    2 INTRODUO

    A gua, elemento essencial vida, necessria a quase todas as atividades humanas, um bem de valor inestimvel e deve ser conservada e protegida. O risco iminente da escassez, tanto qualitativamente quanto quantitativamente, leva ao comprometimento da qualidade de vida das populaes e ao desequilbrio do meio ambiente (SHUBO, 2003).

    Embora o Brasil ocupe uma posio privilegiada perante a maioria dos pases quanto ao volume de gua doce, 73% desse volume encontrado na Bacia Amaznica, regio que concentra apenas 5% da populao brasileira, enquanto 27% est disponvel ao restante da populao do pas. A falsa idia de abundncia serviu de suporte ao desperdcio, falta de investimentos necessrios para a proteo e uso ineficiente da gua disponvel (SETTI et al., 2001).

    Durante o ciclo hidrolgico a gua sofre alteraes nas suas caractersticas e qualidade, devido s inter-relaes dos componentes do sistema, no qual a interao reflete os processos naturais (precipitao, interperismo, cobertura vegetal) e a modificao do espao pelo homem para o desenvolvimento urbano e rural (SETTI et al., 2001).

    A carncia de planejamento eficiente do desenvolvimento urbano, que se concentra nas cidades, plos regionais e nas regies metropolitanas brasileiras, acaba por produzir aumento significativo na (i) frequncia de inundaes devido a impermeabilizao das superfcies e aumento do escoamento por meio de condutos e canais, (ii) produo de sedimentos, consequncia da falta de proteo das superfcies e dos resduos slidos e (iii) deteriorao da qualidade da gua, por meio do transporte de material slido, ligaes clandestinas de esgoto e lavagem de ruas (TUCCI, 1999).

    No que se refere ao desenvolvimento rural, Telles e Domingues (1999), afirmam que este associado a diversos impactos ambientais na qualidade das guas por meio dos sistemas de produo agropecuria, tais como (i) demanda hdrica produtiva, (ii) desmatamento e eroso do solo, (iii) poluio e contaminao de guas superficiais e subterrneas, (iv) depleo do nvel dos cursos dgua e da vazo (v) rebaixamento do lenol fretico, (vi) salinizao e problemas de drenagem

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    do solo, que juntos formam um grande passivo ambiental em relao a demanda hdrica da atividade agropecuria.

    O monitoramento da qualidade da gua desses ecossistemas constitui-se em um apontador, que possibilita o acompanhamento dos processos de utilizao dos cursos d'gua, delineando os efeitos sobre suas caractersticas qualitativas, e que pode subsidiar aes de controle ambiental, transformando-se em um dos principais instrumentos de sustentao de uma poltica de planejamento e gesto de recursos hdricos (PRADO, 2002), tornando-se uma importante ferramenta para entender o ambiente da Bacia do Rio Iguau, bem como caracterizar as guas do Rio Iguau e seus reservatrios.

    Outrora exploradas por meio da navegao, as guas do Rio Iguau contriburam para o transporte de cargas e colonizao, principalmente, da regio sudoeste do estado. Hoje, seu potencial hidreltrico explorado com cinco usinas geradoras de energia em seu curso, com reservatrios em cascata (SETTI et al., 2001).

    A grandiosidade dessa grande bacia hidrogrfica vem sendo afetada negativamente, acima de tudo, no que se refere qualidade da gua do Rio Iguau e seus reservatrios, pela falta de planejamento, processo desordenado de crescimento, problemas em sistemas de drenagem urbana, tratamento ineficiente de esgotos e lanamento de efluentes nas guas, principalmente na regio onde nasce (KRAMER, 2012; KNAPIC, 2009).

    Ao longo do seu trajeto, a qualidade das guas se restabelece, embora a natureza tenha capacidade, limitada, de se recuperar. Um recurso degradado pode no retornar s suas caractersticas, causando alteraes biticas e abiticas, que podem acarretar srios danos ao ser humano e comunidade bitica a qual ele atende.

    Baseado nesse contexto, este estudo busca avaliar a qualidade da gua desse sistema hdrico, considerando aspectos fsicos, qumicos, matria orgnica e possveis contaminaes por cianotoxinas.

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    3 OBJETIVOS

    3.1 OBJETIVO GERAL

    Este estudo tem como objetivo avaliar a relao entre a qualidade da gua na Bacia do Rio Iguau e a influncia na ocorrncia e concentrao de microcistina-LR nos seus reservatrios.

    3.1.1 Objetivos especficos

    Avaliar aspectos hidrolgicos como fatores influenciadores na qualidade da gua;

    Determinar a variao de alguns parmetros fsicos e qumicos (oxignio dissolvido, fsforo, nitrognio e turbidez) nas amostras de gua do Rio Iguau e reservatrios;

    Avaliar a clorofila como indicador de biomassa fitoplantnica; Avaliar o estado trfico e grau de limitao dos reservatrios

    estudados; Determinar as principais fontes da matria orgnica no Rio Iguau e

    reservatrios estudados; Detectar e quantificar a ocorrncia da cianotoxina microcistina LR nos

    reservatrios estudados; Avaliar a relao entre os parmetros estudados e a ocorrncia e

    concentrao das toxinas.

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    4 CONSIDERAES TERICAS

    4.1 PRINCIPAIS PARAMENTROS FSICOS E QUMICOS DA GUA

    Segundo Tundisi (2008), os processos de reproduo, crescimento, desenvolvimento, migrao e comportamento fisiolgico das comunidades aquticas so controlados por uma srie de fatores fundamentais, como oxignio, nutrientes temperatura e matria orgnica.

    As diversas variveis relacionadas qualidade da gua, como oxignio dissolvido, nutrientes e temperatura, entre outros, regulam o funcionamento do metabolismo aqutico, e qualquer desequilbrio traz consequncias para o funcionamento de toda a dinmica do corpo dgua.

    Participante de inmeras reaes qumicas no ambiente aqutico, o oxignio dissolvido um dos parmetros mais importantes na compreenso das variveis limnolgicas da gua. Isso porque um gs de imensa importncia biolgica, imprescindvel para os processos do metabolismo aqutico (ESTEVES, 1998; WETZEL, 2001; TUNDISI, 2008).

    A principal fonte de oxignio em um corpo dgua a interao com a superfcie aqutica: atmosfera onde a dissoluo desse gs na coluna dgua depende principalmente da (i) temperatura da gua seu aumento causa declnio na solubilidade do oxignio; (ii) presso atmosfrica (altitude) a diminuio da presso causa decaimento da concentrao de oxignio, (iii) profundidade podendo haver ou no estratificao, (iv) grau de agitao aumentando a concentrao de oxignio dissolvido na gua, e (v) salinidade guas salinas reduzem consideravelmente a solubilidade desse gs (ESTEVES, 1998; WETZEL, 2001; KALFF, 2002; TUNDISI, 2008).

    A diminuio do oxignio dissolvido (OD) devem-se respirao de organismos aquticos, perdas para a atmosfera, oxidao de ons metlicos e da matria orgnica para sua decomposio (ESTEVES, 1998).

    Interferncias antrpicas tambm afetam a distribuio e a quantidade de oxignio, isso porque a introduo de matria orgnica alctone lbil influencia o equilbrio dos processos naturais de decomposio, aumentando o consumo do OD.

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    Considerando a importncia metablica do oxignio, diversos autores, dentre eles, Wetzel (2001) e Kalff (2002) afirmam que essa varivel revela mais sobre o metabolismo aqutico do que qualquer outra indicada, isso porque as taxas de oxignio variam com o consumo na respirao e a produo do mesmo nos processos fotossintticos, e essa diferena responsvel por muitos aspectos distributivos na coluna dgua.

    Ponderando esse aspecto, possvel concluir que as alquotas de oxignio dissolvido afetam a distribuio dos organismos bem como a especiao qumica dos ons presentes na gua, influenciando com isso todos os processos inerentes manuteno dos processos no ambiente aqutico.

    Entretanto, o oxignio dissolvido, apesar de imprescindvel, no o nico componente necessrio para manuteno desses processos. Todos os nveis trficos de um ambiente aqutico dependem da base da cadeia alimentar aqutica, o fitoplncton.

    Para que haja equilbrio no ambiente importante que todos os materiais necessrios produo fitoplntonica estejam em quantidades ideais para que esta seja realizada, tais como radiao, nutrientes e condies ambientais favorveis. Se houver alguma deficincia no fornecimento desses materiais, temos o conceito de limitao, e, geralmente, esse conceito est ligado aos nutrientes utilizados pelo fitoplncton para seu metabolismo.

    Odum (2001) afirma que o conceito de nutriente limitante aplica-se geralmente s concentraes de nitrognio e fsforo na gua e seu equilbrio. Alm isso, importante investigar corretamente essas limitaes de acordo com as espcies de produtores primrios, isso porque elas apresentam diferentes requerimentos nutricionais, podendo assimilar esses nutrientes em diferentes taxas (TUNDISI, 2008).

    Segundo Tundisi (2008), o conceito de nutriente limitante determinado pela taxa de crescimento das plantas, dimenso do ambiente aqutico e a taxa de reciclagem dos nutrientes entre os compartimentos da coluna dgua. Importante ressaltar que a individualidade dos lagos muito caracterstica nos casos de determinao de qual nutriente mais limitante.

    O fsforo um dos nutrientes mais limitantes em um ecossistema aqutico, pois tem participao nos principais processos metablicos por meio do armazenamento de energia via ATP e componente de cidos nuclicos e da

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    membrana celular. Devido a essa caracterstica limitante, torna-se o principal responsvel pela eutrofizao dos ecossistemas aquticos (ESTEVES, 1998; WETZEL, 2001; TUNDISI, 2008).

    A fonte natural mais importante de fsforo para o ambiente aqutico o escoamento superficial carregado de partculas de solo, oriundo da intemperizao das rochas fosfatadas da bacia de drenagem, que atingem os corpos dgua (ESTEVES, 1998; TUNDISI, 2008). Geralmente a contribuio da bacia hidrogrfica a fonte predominante, a menos que a rea adjacente seja composta de substrato pobre em fsforo ou se a rea for diminuta (KALFF, 2002).

    Embora esta seja a principal fonte, h tambm o aporte de fsforo resultante da decomposio de organismos alctones e material particulado presente na atmosfera (ESTEVES, 1998; KALFF, 2002).

    Com a entrada do fsforo no ambiente aqutico nas diversas formas, macrfitas e fitoplncton rapidamente o processam, utilizando-o para seu processo metablico. Esse rpido aproveitamento consiste em uma ciclagem conhecida como curto-circuito, realizada principalmente por bactrias (ESTEVES, 1998).

    O zooplncton e o ncton so componentes importantes na ciclagem deste nutriente, pois a herbivoria e as fezes excretadas por esses organismos so ricos em fosfato. Bactrias tambm tm papel importante, decompondo a matria orgnica e liberando fosfato na sua forma inorgnica. Outra fonte importante por meio da biomassa dos organismos aquticos, rica em fosfato, onde grande parte liberada para a coluna dgua aps perodo de senescncia, lise de clulas ou morte (ESTEVES, 1998; WETZEL, 2001; PREZ; RESTREPO, 2008; TUNDISI, 2008).

    O fsforo que no imediatamente utilizado, fica livre na coluna dgua, suscetvel precipitao por meio de ons frricos, argila, e tambm, sob condies especficas, precipitao juntamente com alumnio e mangans. Esse carregamento do fosfato para o sedimento acarreta empobrecimento desse on na coluna dgua, interferindo diretamente no metabolismo aqutico, diminuindo sua produtividade. A liberao ocorre em condies de anaerobiose do hipolmnio e sedimento reduzido, com valores de potencial de oxirreduo muito negativos (ESTEVES, 1998; WETZEL, 2001; KALFF, 2002)

    No caso de ambientes aquticos tropicais, a distribuio desse nutriente na coluna dgua est relacionada ao regime de estratificao trmica e oxignio, independente da produtividade primria (ESTEVES, 1998).

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    Embora seja o nutriente mais limitante produo, o fsforo conta com outro nutriente importante para a biota aqutica, o nitrognio, um macronutriente essencial aos seres vivos, utilizado na sntese de protenas e aminocidos pelas plantas aquticas. Faz-se presente nos corpos dgua sob a forma de nitrognio molecular dissolvido, nitrognio particulado (plncton e detritos), compostos orgnicos nitrogenados (aminas, aminocidos, protenas, compostos hmicos recalcitrantes, etc.), amnia, nitrito e nitrato. Dentre estas, o on amnio e nitrato so as formas preferenciais assimiladas pelos produtores primrios (ESTEVES, 1998; TUNDISI, 2008).

    Em baixas concentraes, o nitrognio tambm considerado um dos fatores limitantes para a produtividade primria. Suas principais fontes naturais englobam a fixao bacteriolgica do nitrognio molecular provindo da atmosfera, material carreado da superfcie da bacia hidrogrfica, bem como a chuva na superfcie da gua. As perdas mais comuns so por sedimentao de compostos nitrogenados e a devoluo do nitrognio molecular para a atmosfera (ESTEVES, 1998; WETZEL, 2001; PREZ; RESTREPO, 2008).

    As formas de nitrognio que se encontram no corpo dgua so determinadas por meio do ciclo do nitrognio no ambiente aqutico, o qual realizado em altas taxas pelos microorganismos. Enquanto o nitrognio molecular fixado biologicamente por bactrias e algas cianofceas com sistema enzimtico especfico, a amnia obtida por meio da decomposio da matria orgnica dissolvida e particulada introduzida no ambiente, tais como aminocidos, protenas, uria e outros compostos orgnicos nitrogenados, sendo que esse processo pode ser tanto aerbio quanto anaerbio (ESTEVES, 1998; WETZEL, 2001; TUNDISI, 2008).

    O processo de oxidao biolgica da amnia, chamado nitrificao, ocorre em condies de oxigenao, gerando o nitrito, geralmente em baixas concentraes por ser um produto intermedirio, e o nitrato, produto mais oxidado da reao, que utilizado como equivalente da reduo para o processo de sntese biolgica (ESTEVES, 1998).

    A temperatura controla e limita as atividades bioqumicas, respostas biolgicas dos organismos e taxas de crescimento e reproduo. Isso por que um fator dependente das caractersticas do ambiente e da radiao solar incidida no corpo dgua (TUNDISI, 2008; ESTEVES, 1998).

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    A radiao tambm um fator distributivo para os organismos que a utilizam para a fotossntese, principalmente por fotoinibio (TUNDISI, 2008; ESTEVES, 1998).

    Esteves (1998) afirma que a radiao solar a principal fonte de energia para os corpos dgua continentais, influenciando a produtividade fitoplanctnica agindo diretamente na taxa de fotossntese e profundidade da zona euftica.

    Isso ocorre devido a forma de aproveitamento energtico, que segundo Tundisi (2008) inicia com a transformao da radiao incidida na superfcie em energia calorfica, promovendo a diferena de temperatura na coluna da gua e, consequentemente, na sua densidade, formando uma barreira que impede a sua mistura. Esta barreira pode trazer diferentes implicaes ao ambiente, pois interfere na distribuio vertical, posio e capacidade de migrao dos organismos aquticos. Tambm pode originar estratificao trmica que a principal responsvel pela distribuio dos nutrientes na coluna dgua (ESTEVES, 1998).

    Nos ecossistemas aquticos tambm importante conhecer a variao, distribuio e fonte da matria orgnica dissolvida, uma vez que vrios processos naturais podem sofrer interferncia pela quantidade e composio da matria orgnica. A matria orgnica pode interferir (i) na absoro de radiao solar (alterao da zona ftica), (ii) na complexao de metais, alterando sua biodisponibilidade e transporte, (iii) no auxilio ou sofrer reaes de fotlise, (iv) na associao de diferentes substncias qumicas, atuando como tampo e (v) como fonte de carbono para os organismos hetertrofos (MANTOURA et al., 1978; WESTERHOFF; ANNING, 2000; WU et al., 2007).

    A matria orgnica natural (MON) tem sua dinmica determinada por diversos processos qumicos, fsicos e biolgicos. A MON pode ser de fonte autctone proveniente da produo, alterao, excreo ou consumo pela biota, e/ou de fonte alctone, devido aos processos de carregamento de matria orgnica proveniente do solo e de decomposio de plantas terrestres (WESTERHOFF; ANNING, 2000; WETZEL, 2001).

    A maior parte da matria orgnica em ambientes lacustres est na forma de matria orgnica dissolvida (MOD), que constituda por uma mistura heterogenia de compostos orgnicos alifticos e aromticos, podendo ser divididos em substncias hmicas 60% a 70% e no hmicas, tais como compostos definidos como aminocidos, cidos nucleicos, carboidratos, hidrocarbonetos, cidos

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    graxos e compostos fenlicos 20% a 30% (ESTEVES, 1998; THURMAN, 1985; LAMPERT; SOMMER, 1997; FU et al., 2007).

    As substncias hmicas (SH) so constitudas de uma mistura complexa de compostos orgnicos de diferentes tamanhos moleculares, altamente aromticos, com um alto contedo fenlico e grupos carboxlicos, sendo subdivididos em trs categorias, de acordo com sua solubilidade: a humina, insolvel em qualquer faixa de pH; cidos flvicos, compostos de peso molecular entre 600 a 1000 Dalton, sendo mais leves e solveis que os cidos hmicos, que constituem a maior parte das SH, os quais so compostos de maior complexidade, maiores pesos moleculares e maior numero de anis aromticos que os cidos flvicos (BUFFLE et al., 1982; PEURAVUORI; PIHLAJA, 1997; MCDONALD et al., 2004).

    Devido importncia de entender as caractersticas fsicas e qumicas da matria orgnica aqutica para entender os ambientes aquticos, desenvolveram-se tcnicas para a obteno desses dados. Embora a identificao das substncias hmicas a nvel molecular no seja possvel (FRIMMEL, 1998), existem tcnicas que possibilitam a interpretao da sua complexidade, aromaticidade, composio aproximada e possveis fontes.

    Frimmel (1998) afirma ainda que aminocidos e carboidratos podem ser indicadores de contato antrpico, podendo ser indicadores por suas fraes hidrolisveis, as quais podem ser utilizadas para estimar grosseiramente a idade da MON por meio da quantidade de compostos biodegradveis.

    4.2 EUTROFIZAO, FLORAO DE CIANOBACTRIAS E POTENCIAL TXICO

    A intensidade luminosa, temperatura, concentrao de nutrientes e a morfologia hidrodinmica dos corpos dgua so os principais fatores que influenciam a composio da comunidade fitoplantnica (CASPERS, 1984; ZHU et al., 2010).

    Aportes antrpicos de nitrognio e fsforo nos corpos dgua devem-se principalmente atividades agropecurias e introduo de esgotos no coletados e/ou insuficientemente tratados. Esses nutrientes, quando em taxas superiores

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    capacidade de recuperao do ambiente, podem tornar-se os principais responsveis pela eutrofizao (VON SPERLING, 1996; ESTEVES, 1998; MOTA, 2006).

    A eutrofizao a resposta biolgica do corpo dgua ao excesso de nutrientes, podendo acarretar intenso crescimento da comunidade fitoplantnica, resultando na diminuio da diversidade das espcies em todos os nveis trficos, isso permite o aumento da produtividade biolgica, formao de tapetes de plantas flutuantes e macrfitas, e permitindo ainda peridicas floraes de cianobactrias (CHORUS; BARTRAM, 1999; CODD, 2000; CHELLLAPPA et al., 2008; ZHU et al., 2010).

    Outro fator importante a ser considerado na eutrofizao de grandes bacias hidrogrficas, o represamento em cascata, como o caso da bacia do Rio Iguau, pois causa alterao no fluxo da gua e no transporte de sedimentos e substncias associadas promoo do crescimento de cianobactrias, isso porque h o aumento no tempo de reteno hidrulico e intensa exposio luminosidade solar. Outro fator importante a considerar a influncia das modificaes fluviais tanto quantitativas quanto qualitativas montante dos reservatrios (CHORUS; BARTRAM, 1999).

    Componentes naturais dos ambientes aquticos em todo o mundo e includos entre os organismos mais antigos do planeta, as cianobactrias so seres procariticos fotossintetizantes, com grande capacidade de adaptao aos mais diversos ambientes, compondo uma parcela importante do fitoplncton (AZEVEDO et al., 2002; CALIJURI et al., 2006; SANT'ANNA et al., 2006; ONEIL et al., 2012).

    A legislao brasileira conceitua cianobactrias como:

    microorganismos procariticos autotrficos, tambm denominados como cianofceas (algas azuis) capazes de ocorrer em qualquer manancial superficial especialmente naqueles com elevados nveis de nutrientes (nitrognio e fsforo), podendo produzir toxinas com efeitos adversos a sade; (CONAMA, 2005)

    Esta resoluo tambm estabelece os valores que devem ser monitorados para caracterizar floraes, sendo que a densidade de clulas para rios da Classe II de at 50000 cel.mL-1, alm de fixar a concentrao de clorofila-a em 30 g.L-1 (CONAMA, 2005).

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    Segundo Bittencourt-Oliveira (2003), a ocorrncia de floraes txicas de cianobactrias um dos problemas mais graves relacionados com a eutrofizao.

    Floraes de cianobactrias so especialmente prejudiciais pela capacidade de algumas espcies de sintetizar toxinas como produtos de seu metabolismo secundrio, podendo comprometer o uso da gua (CARMICHAEL, 1992; CODD, 1996; CHORUS; BARTRAM, 1999; CODD, 2000; METCALF; CODD, 2000; CODD et al., 2005; CARVALHO et al., 2007; IBELINGS; CHORUS, 2007; CARVALHO et al., 2008).

    As cianotoxinas so toxinas produzidas por algumas espcies de cianobactrias em gua doce ou salgada, classificadas como hepatotoxinas (microcistina e nodularina); neurotoxinas (anatoxina-a, anatoxina-as, homoanatoxina-a e saxitoxina); citotoxinas (cilindrospermopsina) e dermatoxinas (lingbiatoxina) (CODD, 1996; CODD, 2000; KAEBERNICK; NEILAN, 2001; CODD et al., 2005; CALIJURI et al., 2006).

    Dentro do grupo das hepatotoxinas, a mais comum em floraes a microcistina (Figura 1), a qual consiste em peptdeos cclicos hepatxicos, podendo conter de dois a dezenas de fragmentos de aminocidos, que so unidos entre si por meio de ligao peptdica. So produzidas pelos gneros Microcystis sp., Anabaena sp.,Oscillatoria sp., Nostoc sp., Hapalosiphon sp., Anabaenopsis sp. (CARMICHAEL, 1992; CALIJURI et al., 2006), e segundo CODD et al. (2005), existem mais de 70 variantes estruturais dessa toxina.

    Figura 1- Estrutura geral da hepatotoxina microcistina. Fonte: Adaptado de PUSCHNER et al. (2007)

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    So toxinas inibidoras das protenas fosfatases, grupo comum de enzimas responsveis pelo processo de desfosforilizao de vrias protenas e enzimas na clula. Com a inibio desse processo, h a hiperfosforilizao e leva ao total desacoplamento das atividades celulares (CARMICHAEL, 1992; CALIJURI et al., 2006).

    Apesar de no possurem atrao especial pelo tecido heptico, porm agem no fgado justamente por este concentrar as toxinas na tentativa de degrad-las, promovendo a desorganizao do citoesqueleto dos hepatcitos, hemorragia e consequente perda da estrutura do fgado (CARMICHAEL, 1992; GUZMAN et al., 2003; CODD et al., 2005; CALIJURI et al., 2006; CHEN et al., 2009).

    Solveis em gua, resistente a hidrlise por substncias qumicas ou oxidao em pH neutro e extremamente estveis, as microcistinas podem persistir por meses ou anos, em guas naturais, sem a presena de luz (CHORUS; BARTRAM, 1999).

    Existem vrios relatos de floraes txicas de cianobactrias em ambientes naturais em todas as partes do mundo (TWIST; CODD, 1997; FIGUEIREDO et al., 2004; CODD et al., 2005), assim como em vrias regies brasileiras (AZEVEDO et al., 2002; BITTENCOURT-OLIVEIRA, 2003; VIEIRA et al., 2005; ALMEIDA et al., 2006; COSTA et al., 2006; LOMBARDO et al., 2006; CARVALHO et al., 2007; CARVALHO et al., 2008; CHELLLAPPA et al., 2008; DEBLOIS et al., 2008)

    No Paran, j foram realizados vrios estudos relacionados floraes, em diversos reservatrios paranaenses, tais como o Lago de Itaipu (KAMOGAE et al., 2002), Alagados (GOMES, 2011), Ira (CETTO et al., 2004; LAGOS, 2009).

    O reservatrio de Foz do Areia j foi interditado para pesca e banho pelos rgos ambientais responsveis no ano de 2006, considerando que a florao que foi detectada, em outubro daquele ano apresentava potencial de toxicidade. Foi liberado somente em agosto de 2008, voltando a ser interditado em dezembro de 2008 (PARAN, 2006, 2008, 2008a).

    Um dos episdios mais graves relacionado com floraes txicas de cianobactrias ocorreu cidade de Caruaru, no nordeste brasileiro, em 1996. Aps receberem gua de hemodilise de um reservatrio de abastecimento da regio, onde havia uma florao, dos 131 pacientes da clnica, 100 apresentaram quadro de

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    insuficincia heptica e 52 pacientes vieram a bito. Aps investigao, concluiu-se que a causa das mortes foi a exposio intravenosa a microcistinas (AZEVEDO et al., 2002; YUAN et al, 2006).

    Alm de testes de toxicidade em camundongos, existem estudos sobre a influncia na comunidade zooplantnica (ALVA-MARTNEZ et al., 2007) e relatos de contaminao e mortalidade de peixes (IBELINGS; CHORUS, 2007; XIE et al., 2007; CHELLLAPPA et al., 2008; DEBLOIS et al., 2008; CHEN et al., 2009; AM et al., 2010; LIFSHITS et al., 2011), flamingos (KRIENITZ et al., 2003) e tartarugas (Figura 2) (NASRI et al., 2008), em eventos de floraes de cianobactrias em ambientes naturais, comprovados por ndices de contaminao de toxinas em seus tecidos. Esses estudos sugerem que a mortalidade est associada a duas principais vias: consumo direto de cianobactrias e/ou consumo de animais com toxinas acumuladas.

    Figura 2 - Morte de tartarugas associado florao de Microcystis Spp. no Lago Oubeira (Arglia). Fonte: Nasri et al. (2008)

  • 33

    Nasri et al. (2008) afirma que embora a rota mais comum de intoxicao humana seja a ingesto de gua contaminada, o acumulo na cadeia trfica pode aumentar os efeitos em longo prazo.

    No caso de peixes, o rpido acmulo de toxinas em seus tecidos - apesar da acelerada capacidade de depurao, indicam risco sade humana por meio do consumo de peixes provenientes de ambientes com floraes txicas, podendo tornar-se veculo da toxina para a cadeia trfica (SAKER et al., 2004; CALIJURI et al., 2006; CHEN et al., 2006; IBELINGS; CHORUS, 2007).

    A despeito da alta frequncia de floraes txicas (TAKENACA, 2007), nem toda florao txica, sendo que os motivos que levam produo de toxina ainda no esto completamente esclarecidos. Algumas hipteses esto relacionadas com (i) estressores ambientais, (ii) predomnio de cepas txicas e no txicas devido a dinmica e inter-relaes de competio entre populaes, (iii) nveis crticos de nutrientes, principalmente fsforo e (iv) luminosidade (CARMICHAEL, 1992; KAEBERNICK; NEILAN, 2001; GUPTA et al., 2003).

    Kaebernick e Neilan (2001) afirmam que a maior dificuldade em comparar estudos relativos toxicidade das cianobactrias encontra-se na diferena de mtodos e cepas desses organismos a serem estudados.

    Alm da potencial toxicidade de uma florao de cianobactrias, outro problema significativo a decomposio da matria orgnica proveniente da alta biomassa faz com que haja depleo de oxignio dissolvido no ambiente, gerando problemas secundrios como mortalidade de peixes e interferncia em toda vida aqutica (CHORUS; BARTRAM, 1999; CHELLLAPPA et al., 2008).

    A ocorrncia dessas floraes, alm de danos ao ecossistema, comprometem a utilizao das guas, trazendo prejuzos econmicos e sociais, devendo ser monitoradas.

  • 34

    5 MATERIAIS E MTODOS

    5.1 AREA DE ESTUDO

    5.1.1 Bacia Hidrogrfica do Rio Iguau

    Formado pelo encontro do Rio Atuba e Ira na Regio Metropolitana de Curitiba, o Rio Iguau o maior rio do estado do Paran, com aproximadamente 1230 km de extenso, cruzando os trs planaltos paranaenses, no sentindo leste-oeste, at sua foz.

    A bacia do Rio Iguau abrange com seus 98 afluentes, 70.799 km2, dos quais mais de 57 mil esto em territrio paranaense e o restante em Santa Catarina (SETTI et al., 2001). Nas cabeceiras da bacia, onde se situa a Regio Metropolitana de Curitiba (RMC), existe grande concentrao populacional alm de atividades industriais, comerciais e de servios. No interior predomina a agropecuria, com maior destaque para as culturas de soja e trigo, e pastagens (SETTI et al., 2001)

    Em toda a bacia, a demanda de gua representa 28% do consumo do Paran, totalizando 813.944,16 m. ano-1. A situao do Rio Iguau, em relao demanda versus disponibilidade hdrica apresenta faixas distintas, que, variam de muito crtica, na RMC, a excelente, a partir da regio do Rio Jordo (ANA, 2012).

    Amostras de gua foram coletadas em 14 pontos ao longo do curso do Rio Iguau, que foram escolhidos de acordo com caractersticas de uso e ocupao do solo na Bacia do Rio Iguau, de forma a avaliar alguns passivos ambientais.

    Os pontos coletados esto inseridos em quatro zonas de influencia, para que fosse avaliado o grau de influncia dessas reas a partir de dados do Instituto Paranaense de Desenvolvimento Econmico e Social (IPARDES) (2010). So elas:

    (A) Regio Metropolitana de Curitiba (RMC), que concentra os pontos IG1 ao IG7, com alto grau de urbanizao e onde esto concentrados passivos ambientais relacionados ao aporte de esgotos no coletados e/ou insuficientemente tratados, alterao no

  • 35

    escoamento superficial por meio da impermeabilizao do solo e alto grau de densidade geogrfica;

    (B) Regio intermediria, que concentra os demais pontos da regio do Alto Iguau e os pontos da regio do Mdio Iguau (IG8 ao IG13), onde a influncia da urbanizao d lugar aos passivos agropecurios;

    (C) Pontos jusante dos reservatrios de Salto Santiago e Salto Caxias, onde h a influncia direta dos processos autctones dos reservatrios;

    (D) Jusante das Cataratas do Iguau, prximo foz do rio, sujeito a influencia do Parque Nacional do Iguau e oxigenao acarretada pelas quedas dgua.

    Na Tabela 1, esto apresentadas as localizaes geogrficas dos pontos de amostragem. No quadro 1, podem ser visualizadas as reas de influncia e caractersticas dos locais de amostragem, enquanto na Figura 3 possvel visualizar a distribuio espacial dos pontos amostrados ao longo na bacia do Rio Iguau.

    Tabela 1 Localidades e localizao geogrfica dos pontos de coleta amostrados no Rio Iguau.

    Zona de Influencia Ponto Local Coordenadasb

    A

    IG1 Nascente/BR 277 W 49 11 25 S 25 29 03 IG2 Jusante Rio Belm W 49 13 07 S 25 31 41 IG3 Nicola Pellanda/ Rua da Balsa W 49 15 41 S 25 35 57 IG4 BR 116 / Fazenda Rio Grande W 49 18 55 S 25 37 22 IG5 Parque das Pontes / Araucria W 49 24 48 S 25 35 54 IG6 Guajuvira W 49 30 47 S 25 35 59 IG7 Balsa Nova W 49 37 52 S 25 35 15

    B

    IG8 Porto Amazonas W 49 53 20 S 25 32 59 IG9 So Matheus dos Sul W 50 23 42 S 25 52 52 IG12 Unio da Vitria (ETE) W 51 06 31 S 26 14 58 IG13 Porto Vitria W 51 13 42 S 26 09 32

    C IG14 Jusante Salto Santiago W 52 37 20 S 25 38 29 IG15 Jusante Salto Caxias W 53 34 32 S 25 33 47

    D IG16 Jusante Cataratas do Iguau W 54 27 21 S 25 39 10 a em metros; bDatum SAD 69; (A) RMC Regio Metropolitana de Curitiba (B) Montante Foz do Areia; (C) Jusante dos reservatrios; (D) foz da Bacia.

  • 36

    Quadr

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    864,

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    875,

    28

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    769,

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    b Fl

    ore

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    IG13

    74

    5,00

    FO

    + M

    N

    eoss

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    (argi

    loso

    ) Cf

    b Fl

    ore

    sta

    subt

    ropi

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    subp

    ere

    ne

    C IG

    14

    397,

    64

    FO +

    M

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    Nos reservatrios foram realizadas amostragens estratificadas sendo que a organizao geral foi a seguinte: trs pontos distribudos em trs sees transversais (Figura 4) na regio lacustre e em pontos especficos e representativos de quatro dos reservatrios da bacia.

    Figura 4 Esquema de coleta em seo transversal na regio lacustre do reservatrio de Salto Caxias.

    Os reservatrios amostrados foram: Reservatrio de Foz do Areia (13 pontos); Segredo (9 pontos); Salto Santiago (10 pontos), Salto Caxias (9 pontos). A localizao dos pontos coletados nos reservatrios pode ser visualizada no Apndice A.

    O primeiro reservatrio cascata do Rio Iguau, reservatrio de Foz do Areia. Por ser o primeiro, recebe toda a carga orgnica poluente montante, j tendo apresentado um episdio de florao de cianobactrias, sendo inclusive a causa de impedimento de utilizao de suas guas. Este reservatrio faz parte do complexo da Usina Hidreltrica Governador Bento Munhoz da Rocha Neto, sob concesso da COPEL Companhia Paranaense de Energia, de potncia instalada de 1676 MW, situada no municpio de Pinho, localizada no centro-sul do estado do Paran, a 250 km de Curitiba (COPEL, 1991, COPEL, 1995; MINE; TUCCI, 2002). Formado com o intuito de regular vazo e gerao de energia eltrica, o reservatrio de Foz do Areia localiza-se nas coordenadas 51 41 O e 2603 S, com rea inundada 153 km, relativo cota 744 m, drenando uma rea de 29.800 km, as quais pertencem aos municpios de Pinho, Cruz Machado, Bituruna, Porto Vitria,

  • 39

    Unio da Vitria e Porto Unio (COPEL, 1995). Teve seu enchimento realizado no ano de 1980, acumulando um volume de 6,07 km, vazo mdia de 544 m.s-1 e tempo de residncia de 102 dias e amplitude de deplecionamento mximo de 47 m (COPEL, 1991, COPEL, 1995; MINE; TUCCI, 2002).

    A jusante do reservatrio de Foz do Areia, e altamente influenciado pelos seus processos autctones, fica o reservatrio de Segredo, que integra a rea inundada pela barragem da Usina Hidreltrica Governador Ney Aminthas de Barros Braga, localizada nas coordenadas 52 07 O e 25 48 S, da COPEL, de potncia instalada de 1260 MW (COPEL, 1991; LACTEC, 2009). Situado na divisa dos municpios de Pinho e Mangueirinha, o reservatrio localiza-se no centro-sul do estado do Paran, a 285 km de Curitiba (COPEL, 1991), estende-se por uma rea inundada de 83 km, relativo cota 607 m, drenando uma rea de 34100 km, pertencentes aos municpios de Bituruna, Mangueirinha, Pinho, Reserva do Iguau e Coronel Domingos Soares, esses dois ltimos criados aps a formao do reservatrio. Com vazo mdia de 720 m.s-1, o volume total do reservatrio de 3,05 km, com um tempo de residncia de 45 dias e amplitude de deplecionamento de 5 m (COPEL, 1991; TRACTEBEL ENERGIA, 2002; LACTEC, 2009).

    O Reservatrio de Salto Santiago inicia imediatamente na jusante do reservatrio de Segredo. Tem, assim como Foz do Areia, uma amplitude de deplecionamento superior ao reservatrio de Segredo, chegando a 25 m (TRACTEBEL ENERGIA, 2002). Este reservatrio pertence UHE de Salto Santiago, que opera sob concesso da Tractebel Energia, com potncia instalada de 1332 MW e situa-se no municpio de Laranjeiras do Sul. Estendendo-se por aproximadamente 80 km, tem rea inundada de 208 km, drenando uma rea de 43330 km, as quais pertencem aos municpios de Rio Bonito do Iguau, Porto Barreiro, Virmond, Candi e Foz do Jordo Saudade do Iguau, Chopinzinho e Mangueirinha (TRACTEBEL ENERGIA, 2002). O tempo de residncia do reservatrio de 50,8 dias, acumulando um volume de 4,094 km e vazo mdia anual de 902 m.s-1 (TRACTEBEL ENERGIA, 2002).

    jusante de Salto Santiago fica o reservatrio de Salto Osrio, no observado neste estudo devido a dificuldades tcnicas.

    O Reservatrio de Salto Caxias o ultimo reservatrio da cascata, e faz parte da Usina Hidreltrica Governador Jos Richa, da COPEL, de 1.240 MW de potncia instalada, jusante de todas as barragens do Rio Iguau. Situada no

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    municpio de Capito Lenidas Marques, a 600 km de Curitiba (COPEL, 1991). Foi a primeira usina brasileira a fazer o Estudo de Impacto Ambiental/Relatrio de Impacto Ambiental, implementando programas socioambientais e a indenizar os moradores da rea inundada pelo reservatrio, que se estende por aproximadamente 124 km, compreendendo os municpios de Capito Lenidas Marques, Boa Vista da Aparecida, Trs Barras do Paran, Nova Prata do Iguau, Salto do Lontra, Cruzeiro do Iguau, Boa Esperana do Iguau, So Jorge do Oeste e Quedas do Iguau (COPEL, 1991). O volume total do reservatrio de 3,16 km, na cota 325 m, com um tempo de residncia de 45 dias e operando com deplecionamento mximo de 2 m. O reservatrio conta com uma rea inundada 141 km, drenando uma rea de 58500 km (COPEL, 1991; TRACTEBEL ENERGIA, 2002).

    5.2 AMOSTRAGEM E PRESERVAO

    As estratgias e procedimentos de amostragem foram definidas com base nas NBRs 9897 e 9898 (ABNT, 1987a,1987b) e guia especfico (ANA; CETESB, 2011).

    Neste estudo foram realizadas trs coletas nos meses de julho/2012, novembro/2012 e fevereiro/2013, contemplando trs estaes do ano: inverno, primavera e vero, respectivamente, para que fosse avaliada a sazonalidade com base na incidncia solar das estaes e a possvel influncia nos resultados obtidos. As amostras foram coletadas pelo mtodo direto, subsuperficial (0,30 m abaixo da superfcie), acondicionadas e preservadas de acordo com a especificidade do analito.

    Para os parmetros fsicos e qumicos da gua, foram utilizados recipientes de 1 litro, de polieitileno tereftalato (PET), previamente descontaminados com cido clordrico e enxaguados com gua deionizada, segundo as especificaes da NBR 9898 (ABNT, 1987). As amostras foram preservadas em gelo a 4C at a chegada ao laboratrio onde foram armazenadas em geladeira para processamento posterior.

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    Para a coleta e anlise de clorofila na gua foram utilizados frascos PET leitosos quimicamente inertes, devidamente descontaminados. As amostras foram acondicionadas em local escuro at anlise imediata aps a chegada de campo em laboratrio.

    Para a coleta e extrao de Microscistina-LR foram utilizados frascos vidros mbar de 1 litro, previamente limpos com detergente Extran, queimados 350C, com posterior enxgue sucessivo com trs solventes (hexano, diclorometano e metanol), para a retirada de compostos orgnicos que pudessem interferir na amostra. A extrao das toxinas foi realizada imediatamente aps a chegada em laboratrio.

    5.3 ASPECTOS HIDROLGICOS

    Os dados fluviomtricos de vazo de alguns pontos de amostragem do Rio Iguau (IG1, IG4, IG6, IG7, IG8, IG9, IG12) foram fornecidos pelo Instituto das guas do Paran, por meio de estaes de medio.Os dados dos demais pontos (IG13, IG14, IG15 e IG16) foram fornecidos por meio de dados hidrolgicos de vazo afluente e efluente das usinas hidreltricas.

    Os dados hidrolgicos de vazo, nvel, pluviosidade dos reservatrios de Foz do Areia, Segredo e Salto Caxias foram fornecidos pela COPEL e de Salto Santiago pela Tractebel Energia.

    Na Figura 5 pode ser visualizado o diagrama esquemtico dos aproveitamentos localizados no percurso do Rio Iguau. De acordo com o Operador Nacional do Sistema Eltrico (ONS) (2010), os reservatrios do percurso do Rio Iguau so classificados de acordo com suas caractersticas operacionais, as quais so planejadas, geridas e operadas pelo rgo.

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    Figura 5 - Diagrama esquemtico dos aproveitamentos localizados no Rio Iguau. Fonte: Adaptado de ONS (2010).

    Em termos de operao integrada e planejamento de vazes, os reservatrios de Foz do Areia, Segredo e Salto Santiago usinas hidreltricas so operadas com reservatrios de acumulao, enquanto Salto Caxias usina a fio dagua (NOS, 2010).

    Em contrapartida, Tractebel Energia (2002) considera Segredo como usina de fio dagua devido ao seu baixo volume til relativo Foz do Areia e Salto Santiago, e baixo deplecionamento (variao negativa de nvel).

    Foz do Areia e Salto Santiago foram concebidos como reservatrios de regularizao dos aproveitamentos jusante, em termos de acrscimo de energia firme e reduo de enchentes, devido s suas caractersticas de grande capacidade de acumulao. Disso decorre que suportam maiores estiagens e, em consequncia, trabalham com maiores ndices de deplecionamento (TRACTEBEL ENERGIA, 2002).

    Para o calculo do tempo de reteno hidrulico mensal dos reservatrios, foram utilizadas as vazes defluentes (turbinada e vertida) mdias mensais e o volume do reservatrio, utilizando a frmula:

    Onde: Tr = Tempo de reteno (dias) V = Volume total (m) Q = Vazo mdia defluente mensal (m.s-1) 86400 = fator de converso de segundos

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    5.4 ANLISE DOS PARMETROS FSICOS E QUMICOS DA GUA

    Em campo foram determinados os parmetros de oxignio dissolvido (mg.L-1), pH, condutividade eltrica (S.cm-1), potencial redox (mV) e dos slidos totais dissolvidos com a sonda multiparmetro Hanna 9898. A turbidez (Unidades Nefelomtricas de Turbidez - NTU) foi determinada utilizando um turbidmetro digital Hanna.

    Em laboratrio foram realizadas anlises de outros parmetros com base nas metodologias descritas por APHA (2005). Os mtodos utilizados nas anlises de nutrientes so apresentados na Tabela 2.

    Tabela 2 - Mtodos de anlises de nutrientes utilizados nas amostras de gua coletadas. Parmetro Mtodo Refernciaa

    Nitrognio Nitrognio amoniacal Mtodo de Fenato 4500 NH3+ F N-nitrato Mtodo da Reduo do Cdmio 4500 NO3- E

    Fsforo Ortofosfato Mtodo do cido Ascrbico 4500-P E Fsforo total Digesto cida

    a APHA, 2005.

    5.5 AVALIAO DA BIOMASSA FITOPLANTNICA

    A estimativa da biomassa fitoplantnica foi realizada por meio da concentrao de clorofila-a. A metodologia utilizada para a quantificao foi mtodo espectrofotomtrico a partir da extrao do pigmento fotossintetizante (APHA, 2005).

    5.6 NDICE DE ESTADO TRFICO (IET)

    A ttulo de complementao aplicou-se nos reservatrios o ndice de Calson Modificado (TOLEDO,1990) para a indicao do estado trfico, levando em considerao a concentrao do fsforo total e clorofila.

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    Esse ndice foi modificado para melhor expressar o nvel trfico de ambientes subtropicais e amplamente utilizado pela Cetesb (Companhia de Tecnologia de Saneamento - SP) em seus corpos hdricos.

    O ndice de Estado Trfico (IET) foi calculado a partir das seguintes expresses:

    (2)

    ,

    (3)

    Onde: CL = Concentrao de clorofila-a superficial (g.L-1) PT = concentrao de fsforo total superficial (g.L-1) ln = logaritmo natural.

    Para a expresso do ndice de estado trfico, foi calculada a mdia aritmtica simples para os ndices relativos ao fsforo total e clorofila-a.

    (4)

    Para a categorizao dos nveis trficos, foi adotada a classificao proposta por Toledo (1990), conforme Tabela 3.

    Tabela 3 Classificao e limites dos nveis de estado trfico para a avaliao dos reservatrios..

    Critrio Estado Trofico Fsforo total (mg.L-1) Clorofila a (g.L-1) IET 24 Ultraoligotrfico 0,006 0,51

    24 < IET 44 Oligotrfico 0,007 0,026 0,52 3,81 44 < IET 54 Mesotrfico 0,027 0,052 3,82 10,34 54 < IET 74 Eutrfico 0,053 0,211 10,35 76,06

    IET> 74 Hipereutrfico > 0,211 > 76,06 Fonte: Toledo (1990).

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    Para avaliar se houve limitao da produtividade primria, foi realizado o clculo do grau de limitao. Para isso, foram observados os valores do IET (CL) em comparao com o IET (P) e classificados em: (i) normal ndices classificados na mesma classe trfica; (ii) alto IET (CL) < IET (P); (iii) baixo IET (CL) < IET (P) (Toledo, 1990; Lamparelli, 2004).

    5.7 MATRIA ORGNICA DISSOLVIDA

    Para caracterizao da matria orgnica, as amostras in natura foram filtradas utilizando membranas de ster de celulose 0,45 m de porosidade. As amostras filtradas foram submetidas anlise de carbono orgnico dissolvido, testes de espectroscopia de fluorescncia e na regio do ultravioleta visvel.

    O Carbono Orgnico Dissolvido (COD) foi determinado empregando o equipamento HiperToc Thermo Scientific.

    A anlise da matria orgnica por meio de da anlise da gua na regio do ultravioleta visvel (UV-Vis) foi realizada no espectrofotmetro Varian, modo varredura, de 200 a 600 nm, com correo do sinal analtico por meio de branco com gua ultrapura.

    Os comprimentos de onda de interesse e suas relaes foram corrigidos e submetido clculos especficos. Os resultados dessa anlise foram inseridos na anlise estatstica a titulo de complemento de informaes sobre as fontes da matria orgnica juntamente com demais parmetros avaliados.

    A anlise da matria orgnica por meio da anlise da gua pela tcnica de intensidade de fluorescncia foi realizada no espectrofotmetro Varian Cary Eclipse Fluorescence Spectrophotometer, velocidade de varredura utilizada foi 240 nm.min-1, com fenda de 5 nm, em cubeta de quartzo com 1 cm de caminho ptico. O controle do sinal analtico e eliminao do espalhamento Raman dos espectros foram feitos com o espectro da gua ultrapura.

    Para a compreenso das fontes da matria orgnica, so utilizados os comprimentos de onda de excitao de 370 nm como varredura para os valores de pico de mxima emisso de intensidade de fluorescncia (PW) normalizados pelas

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    concentraes de carbono orgnico dissolvido e os comprimentos de emisso em 450 e 500 e para a razo FR. Os resultados foram avaliados conforme a Tabela 4.

    Tabela 4 - Avaliao das possveis fontes de matria orgnica dissolvida segundo a razo FR e Pico de mxima emisso de intensidade de fluorescncia (PW). FR PW Autctone FR >1,8 PW < 450 nm Alctone FR 450 nm Fonte: Westerhoff; Anning, 2000.

    Para a construo de Matrizes de Excitao e Emisso (MEE), foram obtidos espectros de excitao nos comprimentos de onda de 220 a 600 nm e emisso de 220 a 700 nm, e os picos obtidos analisados por meio da classificao proposta por Coble et al. (1993) e Coble (1996), conforme Tabela 5.

    Tabela 5 - Principais picos observados nas matrizes de excitao e emisso relacionados matria orgnica dissolvida. Pico ExMax (nm) EmMax (nm) Substncia

    B 275 310 Tirosina, Protena T 275 340 Triptofano, Protena A 260 380-460 Substncias Hmicas M 312 380-420 Substncias Hmicas Marinhas C 350 420-480 Substncias Hmicas

    Fonte: Coble et al.1993; Coble, 1996.

    5.8 EXTRAO, DETECO E QUANTIFICAO DE MICROCISTINA-LR

    A extrao de microcistina-LR foi adaptada com ba