Metais pesados em sedimento, água e tecidos de peixe num sistema aquático da Rede Natura 2000 (Paúl de Arzila)

Abstract

O Paúl de Arzila (noroeste português) é uma zona húmida interior de importância internacional, incluída na Rede Natura 2000, situada na margem esquerda do Rio Mondego. Na última década tem vindo a ser sujeito a perturbações humanas devido essencialmente, às descargas químicas e de nutrientes provenientes da agricultura e das zonas urbanas envolventes. Os metais pesados são importantes factores de stress ambiental, sendo, por isso relevantes para a monitorização ambiental. Podem ter efeitos nocivos pois tendem a acumular-se nos sedimentos e numa vasta gama de organismos, incluindo o homem. Efectuaram-se campanhas de amostragem sazonais, durante um período de dois anos (2002-2003), as quais constaram de colheitas de águas superficiais e de sedimentos de corrente em seis locais do Paúl de Arzila. Os parâmetros físico-químicos da água foram medidos in situ e os nutrientes em laboratório. As concentrações de metais das amostras de água (Al, As, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni e Zn) e sedimentos (As, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) foram analisadas por ICP-AES. Seleccionaram-se três espécies de peixes (Barbus bocagei, Chondrostoma macrolepidotus e Gobio gobio), que foram colhidos por pesca eléctrica em Janeiro de 2004. Dissecaram-se os peixes e extraíram-se brânquias, fígado e músculo. As concentrações de metais pesados (Al, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Se e Zn) dos tecidos foram analisadas por ICP-MS. Os resultados mostraram que o Al e o Mn apresentavam concentrações mais elevadas na brânquia, o Cr no músculo e os restantes metais (Cu, Fe, Ni, Se e Zn) no fígado. A análise dos dados ambientais foi efectuada através de análise de variâncias (One-Way ANOVA) seguida de testes de Tukey (quando aplicável). Efectuou-se também uma análise canónica para testar as correlações existentes entre os parâmetros físicoquímicos, os nutrientes e os metais na água e nos sedimentos. Esta análise revelou que os parâmetros físico-químicos (principalmente a condutividade e o oxigénio dissolvido) são os factores determinantes da disponibilidade de metais na água do Paúl de Arzila. A ANOVA revelou que a temperatura e o oxigénio dissolvido apresentam diferenças significativas entre estações do ano, enquanto que o pH e os nitratos apresentam diferenças significativas entre locais de amostragem. Das concentrações de metais pesados na água, apenas o Cu revelou diferenças significativas entre estações do ano, enquanto que nos sedimentos o As, o Cr, o Cu, o Fe, o Ni e o Zn apresentaram diferenças significativas entre locais de amostragem. A análise dos dados relativos aos tecidos de peixe foi efectuada através de Kruskal-Wallis One-Way ANOVA seguida de testes de Tukey ou de Dunn (quando aplicável) e através de testes de Mann-Whitney para comparações entre os locais de amostragem. Os dados biológicos mostraram existir diferenças significativas entre as espécies e os tecidos estudados, mas não entre locais de amostragem. As concentrações de poluentes metálicos no Paúl de Arzila reflectem as actividades económicas que ocorrem próximo deste ecossistema protegido.

Arzila Marsh (northwest Portugal) is an interior freshwater wetland of international concern, included in the Natura 2000 network, located on the left margin of Mondego River. During the last decade, it has been subjected to intense human disturbance essentially due to nutrient and chemical discharge from agriculture and urban areas. Trace metals are stress factors and show renewed interest in environmental monitoring, due to their ability to accumulate in a broad range of aquatic organisms and humans, causing potentially harmful effects. Surface water and stream sediments, from six selected sampling sites, were sampled seasonally for a two-year period (2002-2003). Physicochemical parameters were measured in situ and nutrient contents were determined in the laboratory. Metal contents of water (Al, As, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni e Zn) and sediment (As, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) samples were analysed by ICPAES. Specimens of three fish species (Barbus bocagei, Chondrostoma macrolepidotus and Gobio gobio) were collected by electrofishing in January 2004, and then dissected. Gills, liver and muscle were extracted and analysed for Al, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Se and Zn by ICP-MS. The results showed that the highest Al and Mn concentrations were found in gill, Cr highest values were registered in muscle, while values for other metals (Cu, Fe, Ni, Se and Zn) were higher in liver. Data analysis was performed by One-Way ANOVA for physicochemical parameters, nutrients and heavy metal concentrations in water and sediments, followed by Tukey tests (where applicable). A canonical analysis was also performed to test the existing correlations among physicochemical parameters, nutrients and heavy metal contents in water and sediment. The physicochemical parameters (especially conductivity and dissolved oxygen) were the most important factors in determining the availability of metals in Arzila marsh waters, although the contents of some heavy metals in sediments may also contribute to that availability. ANOVA results showed that temperature and dissolved oxygen were the only physicochemical parameters which presented significant differences among seasons, while pH and nitrates only registered significant differences among sampling sites. Cu amounts in water showed significant differences among seasons unlike the other metals. In sediments, As, Cr, Cu, Fe, Ni and Zn revealed differences among sampling sites, but none showed differences among seasons. Fish tissues data analysis was performed by Kruskal-Wallis One-Way ANOVA for comparisons of the differences among species and tissues, followed by Tukey tests or Dunn’s tests, where applicable. For sampling site comparisons Mann-Whitney Rank Sum tests were used. Fish samples showed significant differences among the studied fish species and tissues, while no significant differences were found between sampling sites. Metallic pollutants concentrations in the Arzila Marsh reflect the economic activities that occur near this protected ecosystem.