Assessment of potentially toxic metals in water, sediment, and the tissues of seven important fish species from neotropical brazilian river

Fish are often used as bioindicators of the presence of potentially toxic metals in aquatic ecosystems. The objective of these study was to quantify the levels of Cd, Cr, Cu, Hg, Pb and Zn in water and sediment samples from the Sorocaba River and musculature and gill samples of seven species of fish (Hoplosternum littorale, Pterygoplichthys ambrosettii, Hypostomus ancistroides, Geophagus iporangensis, Prochilodus lineatus, Psalidodon cf. fasciatus, and Rhamdia quelen. In addition, the Bioaccumulation factor and Bioconcentration factor were obtained. The water and sediment analysis indicates average concentrations of metals below the maximum limit allowed by Brazilian legislation. Results above the legislation were found for chromium, in 18 samples: eight gills and 10 muscles. The trophic group that presented the highest contamination was the iliophages, followed by insectivores. There were no significant differences between the trophic groups in the absorption of the analyzed metals except for Zn and Hg in fish gills. The bioaccumulation factor in the gills and muscles showed that Hg and Zn had the highest values for the sediment in most species studied. Future research is needed to broaden the assessment as fish are consumed and water collection for supply has recently started downstream of the studied area.(AU)

Peixes são frequentemente usados como bioindicadores da presença de metais potencialmente tóxicos em ecossistemas aquáticos. O objetivo deste estudo foi quantificar as concentrações de Cd, Cr, Cu, Hg, Pb e Zn em amostras de água e sedimento do rio Sorocaba e em amostras de musculatura e brânquias de sete espécies de peixes (Hoplosternum littorale, Pterygoplichthys ambrosettii, Hypostomus ancistroides, Geophagus iporangensis, Prochilodus lineatus, Psalidodon cf. fasciatus e Rhamdia quelen), pertencentes a diferentes níveis tróficos. Além disso, foi obtido o fator de bioacumulação e o fator de bioconcentração. A análise de água e sedimento indicaram concentrações médias de metais abaixo do limite máximo permitido pela legislação brasileira. Foram encontrados valores acima da legislação principalmente para o cromo: oito brânquias e 10 músculos. O grupo trófico que apresentou maior contaminação foi o iliófago, seguido pelos insetívoros. Não foi verificado diferenças significativas entre os grupos tróficos na absorção dos metais analisados, exceto para zinco e mercúrio em brânquias de peixes. O fator de bioacumulação nas brânquias e músculos mostrou que Hg e Zn apresentaram os maiores valores para o sedimento na maioria das espécies estudadas. Pesquisas futuras são necessárias para ampliar a avaliação à medida que os peixes são consumidos e a coleta de água para abastecimento começou recentemente a jusante da área de estudo.(AU)

Influence of different types of margins in the fish assemblage from an urban river / Influência de diferentes tipos de margens na assembleia de peixes de um rio urbano

The presence or absence of a fish species may be associated with the physical and chemical characteristics of the water, in addition to the state of preservation of the riparian zone. This study examined whether the taxonomic fish composition in an urban river varies along three riparian zone preservation conditions: preserved, intermediate preservation and degraded. Six urban stretches of the Sorocaba/São Paulo River were selected for this study, with monthly sampling being carried out from June 2019 to February 2020. The samplings were carried out with the aid of a sieve, dip net, and trawl. Regarding the types of margins and environmental variables, the Principal Component Analysis explained 97.49% of the data variation, axis 1, which explained 91.85% of the total variation, was formed by the variables conductivity and total dissolved solids. Axis 2, which explained 5.64% of the variation, was formed by Sun Rays% and Siltation%, being inversely proportional to Riparian Forest%. For the ichthyofauna, the samples consisted in 50,983 fish distributed in 5 orders, 8 families, and 12 species. Cyprinodontiformes had the highest abundance, with 96.96% of the total number of individuals, followed by Siluriformes (2.39%), and the sum of the other orders did not reach 1% of the total collected. According to each type of margin, it was possible to register 11,592 individuals for the Margin A ­ preserved, with S=8 species, being 2 exclusive (Corydoras flaveolus and Hoplosternum littorale) and 3 exotic (Coptodon rendalli, Pterygoplichthys ambrosettii, and Poecilia reticulata), the latter was dominant in all types of margins. For Margin B ­ intermediate preservation, 19,645 individuals were sampled, with S=5 species, no exclusive species, only exotic and more tolerant native species such as Hoplias malabaricus and Hypostomus ancistroides. For Margin C ­ degraded, 19,746 individuals were recorded, the largest number of species (S=10), 3 were exclusive to this type of mar-gin (Psalidodon fasciatus, Rhamdia Quelen, and Geophagus brasiliensis). The pairwise comparison (similarity percentage) showed that the assemblage structure was different for the types of margins. The Canonical Cor-respondence Analysis explained 92.46% of the total data variation, showing the relationship of species to envi-ronmental data. It is evident the importance of preservation of micro-habitats still present in the locals sampled, since different anthropic pressures cause great loss of diversity, especially for native and more sensitive species.

A presença ou ausência de uma espécie de peixe que vive em rios urbanos pode estar associada às características físicas e químicas da água, além do estado de preservação da zona ripária. O presente estudo verificou se a composição taxonômica de peixes de um rio urbano varia em três condições de preservação da zona ripária: preservada, preservação intermediária e degradada. Seis trechos urbanos do rio Sorocaba, localizado no estado de São Paulo, foram selecionados para este estudo, com coletas mensais de junho de 2019 a fevereiro de 2020 com auxílio de peneira, puçá e rede de arrasto. Com relação aos tipos de margens e às variáveis ambientais, a análise de componentes principais explicou 97,49% da variação dos dados. O eixo 1, que explicou 91,85% da variação total, foi formado pelas variáveis condutividade e total de sólidos dissolvidos. O eixo 2, que explicou 5,64% da variação, foi formado pelo percentual das variáveis raios solares e assoreamento, revelando-se inversamente proporcional ao de mata ripária. Para a ictiofauna, foram amostrados 50.983 indivíduos compreendidos em cinco ordens, oito famílias e 12 espécies. Cyprinodontiformes apresentou maior abundância, com 96,96% do total de indivíduos, seguida de siluriformes (2,39%); a soma das demais ordens não atingiu 1% do total coletado. De acordo com cada tipo de margem, foi possível registrar 11.592 indivíduos para a margem A preservada, com a s=8 espécies, das quais duas foram exclusivas (C. flaveolus e H. littorale) e três exóticas (C. rendalli, P. ambrosettii e P. reticulata), sendo esta última dominante em todos os tipos de margens. Para a margem B intermediária, foram amostrados 19.645 indivíduos, com S=5 espécies, dos quais nenhum representante de espécie exclusiva, apenas espécies exóticas e nativas mais tolerantes, como H. malabaricus e H. ancistroides. Já para margem C degradada, foram registrados 19.746 exemplares, maior número de espécies (s=10), três delas exclusivas desse tipo de margem (P. fasciatus, R. quelen e G. brasiliensis). A comparação par a par (porcentagem similar) mostrou que a estrutura da assembleia se apresentou distinta para os tipos de margens. A análise de correspondência canônica explicou 92,46% da variação total dos dados, evidenciando a relação das espécies com os dados ambientais. Torna-se evidente a importância da preservação dos micro-habitatsainda presentes nas margens amostradas, visto que diferentes pressões antrópicas causam grande perda de diversidade, sobretudo para espécies nativas e espécies mais sensíveis a essas alterações.

Dredging on water bodies and margin interventions: effects on fish / Dragagem de corpos hídricos e intervenções em margens: efeitos nos peixes

The urbanization process deeply affects rivers and streams, with numerous impacts, such as the dis-charge of sewers, dams, and pipework, causing profound changes in the water bodies characteristics and in their biota. In this scenario, the silting of rivers suffers one of the most impactful changes, as it undergoes a reduction in the depth and width of the rivers, triggering physical and chemical changes in the water, as well as in the structure of fish population, its feeding and reproduction habitats. As a palliative measure, it is normal to carry out the desilting (dredging) of rivers, an activity that is also very impacting. Floodings are one of the main factors that demand dredging to be carried out. This re-view was made to analyze desilting activities, their effects on biota and migratory fish, as well as to evaluate the best management strategies and mitigation of impacts on fish population. The shifting and removal of sediment from the riverbed can cause burial and massive death of eggs and larvae, in addition to interfering in the upward and downward migration of eggs, larvae, and adults of migratory fish. In addition, breeding and feeding sites can be impacted by sediment movement, dredging, and deposition. Some actions minimize the impacts of the silting activity recovering riparian forests, ins-pect the use of soil on the banks, move urban settlements away, assess the dredging site, consider the spawning sites and reduce the suspension of bottom sediments, as well as choose the best equipment and time for the performance of activities. Therefore, the development of research on the effect of dredging of water bodies on fish would contribute to a better management of the activity.(AU)

O processo de urbanização afeta diretamente os rios e riachos com inúmeros impactos, como lançamento de esgotos, barramentos e canalizações, que causam profundas alterações em suas características e tam-bém na sua biota. O assoreamento dos rios se caracteriza como uma das mais impactantes alterações, pois acarreta redução da profundidade e largura dos rios, pode provacar alterações físicas e químicas na água, bem como na estrutura de hábitats de alimentação e reprodução dos peixes. Como medida paleativa, é normal realizar a execução de desassoreamento (dragagem) dos rios, atividade esta também muito impac-tante. As enchentes é um dos principais fatores que fazem com que a dragagem seja executada. No intuito de analisar as atividades de desassoreamentos, seus efeitos na biota e nos peixes migradores, bem como avaliar as melhores estratégias de gestão e mitigação dos impactos nos peixes, foi elaborado a presente revisão. Como constatado a movimentação e a remoção de sedimento do leito do rio podem causar soter-ramento e morte massiva de ovos e larvas, além de interferir na migração ascendente e descendente de ovos, larvas e adultos de peixes migradores. Além disso, sítios de reprodução e alimentação podem ser im-pactados pela movimentação, dragagem e deposição do sedimento. Recuperar as matas ripárias, realizar a fiscalização do uso do solo nas margens, afastar os assentamentos urbanos, fazer a avaliação do local de dragagem considerando os locais de desova e diminuindo a suspensão de sedimentos de fundo, bem como escolher o melhor equipamento e época para a realização das atividades, são medidas que minimizam os impactos da atividade de desassoreamento. Sendo assim, o desenvolvimento de pesquisas sobre o efeito da dragagem em peixes contribuiria com uma melhor gestão desta atividade.(AU)

Billings reservoir (brazil): chemical studies on water and chemical and morphological studies on zebrafish gills / Represa billings (brasil): estudos químicos na água e estudos químicos e morfológicos nas brânquias de zebrafish

Previous study of this research group revealed that water from the Billings reservoir (Brazil) intended for human use (water supply and seafood) has microbiological contamination and causes lethality and brain and behavioral impairments in zebrafish. The objective of this study was to understand what have induced these impairments in the animal model. Chemical analyses on water samples from Rio Pequeno (RP), Rio Grande (RG), and Bororé (BO) rivers, as well as chemical and morphological analyses on zebrafish gills exposed to those waters were performed. Waters samples from RP, RG, and BO presented high levels of phosphorus. BO water and fish gills exposed to this water presented high levels of nitrogen. RG water caused potassium contamination in gills. Phosphorus, nitrogen, and potassium are indicators of anthropogenic pollution. RG water and fish gills exposed to this water presented low levels of calcium, which might be an indication of chemical imbalance that could lead to health problems in aquatic animals. RG and BO waters resulted in zirconium contamination in gills. BO water induced respiratory lamellae thickening in the gills, which may be the underlying mechanism for the observed hypoxia. In conclusion, behavioral, brain, and respiratory defects observed previously were induced by chemical and morphological disturbances due to anthropogenic pollution in the Billings reservoir.

Estudos prévios deste grupo de pesquisa revelaram que a água da represa Billings (Brasil) utilizada para consumo humano apresenta contaminação microbiológica e induz danos comportamentais, encefálicos e letalidade em zebrafish. O objetivo deste estudo foi entender o que induziu esses danos no modelo animal. Foram realizadas análises químicas em amostras de água do Rio Pequeno (RP), do Rio Grande (RG) e de Bororé (BO), além de análises químicas e morfológicas nas brânquias de zebrafish expostos a estas águas. Amostras de água do RP, do RG e de BO apresentaram altos níveis de fósforo. Águas de BO e as brânquias dos zebrafish expostos a estas águas apresentaram altos níveis de nitrogênio. Águas do RG resultaram em contaminação por potássio nas brânquias. Fósforo, nitrogênio e potássio são indicadores de poluição antropogênica. Águas do RG e as brânquias dos zebrafish expostos a estas águas apresentaram baixos níveis de cálcio, um indicativo de problemas na saúde animal. Águas do RG e de BO resultaram em contaminação por zircônio nas brânquias. Águas de BO induziram espessamento das lamelas respiratórias das brânquias, que deve ser o mecanismo subjacente para a hipóxia observada. Conclui-se que os danos comportamentais, encefálicos e respiratórios observados anteriormente foram induzidos por distúrbios químicos e morfológicos em decorrência de poluição antropogênica na represa Billings.

Billings reservoir (brazil): chemical studies on water and chemical and morphological studies on zebrafish gills / Represa billings (brasil): estudos químicos na água e estudos químicos e morfológicos nas brânquias de zebrafish

Previous study of this research group revealed that water from the Billings reservoir (Brazil) intended for human use (water supply and seafood) has microbiological contamination and causes lethality and brain and behavioral impairments in zebrafish. The objective of this study was to understand what have induced these impairments in the animal model. Chemical analyses on water samples from Rio Pequeno (RP), Rio Grande (RG), and Bororé (BO) rivers, as well as chemical and morphological analyses on zebrafish gills exposed to those waters were performed. Waters samples from RP, RG, and BO presented high levels of phosphorus. BO water and fish gills exposed to this water presented high levels of nitrogen. RG water caused potassium contamination in gills. Phosphorus, nitrogen, and potassium are indicators of anthropogenic pollution. RG water and fish gills exposed to this water presented low levels of calcium, which might be an indication of chemical imbalance that could lead to health problems in aquatic animals. RG and BO waters resulted in zirconium contamination in gills. BO water induced respiratory lamellae thickening in the gills, which may be the underlying mechanism for the observed hypoxia. In conclusion, behavioral, brain, and respiratory defects observed previously were induced by chemical and morphological disturbances due to anthropogenic pollution in the Billings reservoir.(AU)

Estudos prévios deste grupo de pesquisa revelaram que a água da represa Billings (Brasil) utilizada para consumo humano apresenta contaminação microbiológica e induz danos comportamentais, encefálicos e letalidade em zebrafish. O objetivo deste estudo foi entender o que induziu esses danos no modelo animal. Foram realizadas análises químicas em amostras de água do Rio Pequeno (RP), do Rio Grande (RG) e de Bororé (BO), além de análises químicas e morfológicas nas brânquias de zebrafish expostos a estas águas. Amostras de água do RP, do RG e de BO apresentaram altos níveis de fósforo. Águas de BO e as brânquias dos zebrafish expostos a estas águas apresentaram altos níveis de nitrogênio. Águas do RG resultaram em contaminação por potássio nas brânquias. Fósforo, nitrogênio e potássio são indicadores de poluição antropogênica. Águas do RG e as brânquias dos zebrafish expostos a estas águas apresentaram baixos níveis de cálcio, um indicativo de problemas na saúde animal. Águas do RG e de BO resultaram em contaminação por zircônio nas brânquias. Águas de BO induziram espessamento das lamelas respiratórias das brânquias, que deve ser o mecanismo subjacente para a hipóxia observada. Conclui-se que os danos comportamentais, encefálicos e respiratórios observados anteriormente foram induzidos por distúrbios químicos e morfológicos em decorrência de poluição antropogênica na represa Billings.(AU)

Population structure and natural diet of Astyanax cf. paranae Eigenmann 1914 a typical species of neotropical headwaters streams

This work describes the habits of individuals of the species Astyanax cf. paranaethat inhabitRibeirão do Ferro,a bedside stream. Overall,92 specimens were analyzed (53 females and 39 males),and the size ranged from class 4.7-5.7 cm to class 10.7-11.7 cm. The females consisted in thelarger portion of the samples,except for classes of 4.7-5.7 and 5.7-6.7 cm. The condition factor between males and females (t = 2.1545; p < 0.05) shows distinguished values,with females having higher averages. Fragments of allochthonous insects and plant matter make up the basis of the species' diet. The study showed that the population of A. cf. paranaeis predominantly females and have the highest standard for length and weight,which may favor biological diversity and increased larvae and juveniles,maximizing the chance of individuals reaching adulthood. The species prefers an environment with predominance of rocks and logs,which favors shelters. Its diet comes mostly from the riparian forest,with a high dependence on the allochthonous items, thus, these vegetations are very important for maintaining populations of the species.