Exposição ambiental ao benzeno, parâmetros hematológicos e níveis urinários de ácido trans, trans-mucônico em uma comunidade da região Nordeste do Brasil / Environmental exposure to benzene, hematological parameters, and urinary levels of trans,trans-muconic acid in a community in the Northeast region of Brazil

Resumo Introdução O metabólito do benzeno ácido trans, trans-mucônico (t, t-MA) urinário é considerado bom bioindicador de exposição a níveis de benzeno no ar superiores a 0,50 ppm. Objetivo Determinar níveis urinários de ácido trans, trans-mucônico (t, t-MA) e investigar relação com potenciais fontes de exposição ao benzeno e associação com parâmetros hematológicos. Método Estudo seccional, com 150 moradores de Açailândia, Maranhão, Brasil. Utilizou-se questionário estruturado para caracterização sociodemográfica, ocupacional, dentre outras. Coletaram-se amostras de urina e sangue para determinar níveis de t, t-MA e realização de hemograma. As associações foram exploradas mediante regressão logística e linear múltipla. Resultados O t, t-MA foi detectado em 27% dos participantes, sendo a média da concentração 0,15 mg/g de creatinina. As alterações hematológicas mais frequentes foram bastonetes baixos (41%), eosinofilia (33%) e níveis reduzidos de hemoglobina (19%). Não encontrou-se correlação estatisticamente significativa entre t, t-MA e parâmetros do hemograma. Os fatores que influenciaram de forma significativa a excreção de t, t-MA foram cor da pele, prática regular de atividades de lazer com exposição a solventes orgânicos e consumo de refrigerante e refresco nas últimas 24 horas. Conclusão A população parece não estar exposta a concentrações elevadas de benzeno. Entretanto, o perfil hematológico revelou presença de alterações bioquímicas compatíveis com anemia e comprometimento imunológico.

Abstract Background The urine benzene metabolite trans,trans-muconic (t,t-MA) is considered a good bioindicator of exposure to benzene levels in the air above 0.50 ppm. Objective Determine urinary levels of trans, trans-muconic acid (t,t-MA) and investigate the relationship with potential sources of exposure to benzene and its association with hematological parameters. Method A sectional study was carried out with 150 residents of Açailândia, Maranhão, Brazil. A structured questionnaire was used for sociodemographic and occupational characterization, among others. Urine and blood samples were collected to determine t,t-MA levels and blood counts. Associations were explored using multiple linear and logistic regressions. Results The t,t-MA was detected in 27% of the participants, with an average concentration of 0.15 mg/g creatinine. The most frequent hematological changes were low rods (41%), eosinophilia (33%), and reduced hemoglobin levels (19%). No statistically significant correlation was found between t,t-MA and blood count parameters. The factors that significantly influenced the excretion of t, t-MA were skin color, regular practice of leisure activities with exposure to organic solvents, and consumption of soda and soft drinks in the last 24 hours. Conclusion The population does not appear to be exposed to high concentrations of benzene. However, the hematological profile revealed the presence of biochemical changes compatible with anemia and immunological impairment.

Changes in sperm motility of amazonian fish Tambaqui Colossoma macropomum (Cuvier 1816) (Characiformes: Serrasalmidae) exposed to two pesticides / Alterações na motilidade espermática do peixe amazônico Tambaqui Colossoma macropomum (Cuvier 1816) (Characiformes: Serrasalmidae) exposto a dois pesticidas

Abstract The great biodiversity of neotropical fish species that have external fertilization as a reproductive strategy, like the tambaqui, requires more careful analyzes in toxicological tests of the various pesticides implemented in Brazilian agriculture over the last few years. In this context, the objective of the present work was to evaluate possible sperm alterations in tambaqui (Colossoma macropomum) semen exposed to two different pesticide residues. Seminal samples of sexually mature tambaqui males from a local fish farm were used. Semen was collected eight hours after hormone induction into graduated glass tubes. After initial assessment of the lack of prior activation, the experiment was carried out in a factorial scheme, testing two pesticides widely used in agricultural systems (glyphosate and fenitrothion). For each pesticide, five concentrations were tested (6, 12, 24, 120 and 240 mg/L), with motility analysis at times 0, 30 and 60 seconds after activation. As a control, activation with 0.9% NaCl solution and motility analysis at the same times described for pesticides were used. Results indicate that in natura samples exhibited initial motility of 89.2 ± 4.9% and mean duration of 100 seconds (up to 10% sperm motility). The reduction in sperm motility occurred significantly (p < 0.05) after 30 seconds in all concentrations tested, except for the concentration of 240 mg/L because no activation was observed. The tests described here demonstrate that tambaqui semen was sensitive to the process of exposure to pesticide residues, and can be used in biomonitoring analyzes of the aforementioned agricultural pesticides.

Resumo A grande biodiversidade das espécies de peixes neotropicais que possuem a fertilização externa como estratégia reprodutiva, a exemplo do tambaqui, exige análises mais criteriosas em testes toxicológicos dos diversos defensivos agrícolas implementados na agricultura brasileira ao longo dos últimos anos. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar possíveis alterações espermáticas no sêmen de tambaqui (Colossoma macropomum) exposto a resíduos de dois diferentes pesticidas. Foram utilizadas amostras seminais de machos de tambaqui sexualmente maduros provenientes de uma piscicultura local. O sêmen foi coletado oito horas pós indução hormonal em tubos de vidro graduados. Após avaliação inicial de inexistência de ativação prévia, foi realizado o experimento em esquema fatorial, sendo testados dois pesticidas muito utilizados em sistemas agrícolas (glifosato e fenitrotiona). Para cada pesticida foram testadas cinco concentrações (6, 12, 24, 120 e 240 mg/L), com análise da motilidade nos tempos 0, 30 e 60 segundos pós ativação. Como controle, foi utilizada a ativação com solução de NaCl a 0,9% e análise da motilidade nos mesmos tempos descritos para os pesticidas. Resultados indicam que as amostras in natura exibiram motilidade inicial de 89,2 ± 4,9% e tempo de duração médio de 100 segundos (até 10% de motilidade espermática). A redução da motilidade espermática ocorreu de forma significativa (p < 0,05) após 30 segundos em todas as concentrações testadas, exceto na concentração de 240 mg/L por não ter sido observada ativação. Os testes aqui descritos demonstram que o sêmen de tambaqui se mostrou sensível ao processo de exposição aos resíduos de pesticidas, podendo ser utilizado em análises de biomonitoramento dos referidos defensivos agrícolas.

Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs / Presença de múltiplos metais e agricultura afetam biomarcadores de estresse oxidativo em caranguejos de água doce (Aegla)

Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams (≤ 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.

Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos (≤ 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídica das membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.

Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs / Presença de múltiplos metais e agricultura afetam biomarcadores de estresse oxidativo em caranguejos de água doce (Aegla)

Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams (≤ 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.

Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos(≤ 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídicadas membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.

Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs

Abstract Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams ( 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.

Resumo Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos ( 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídica das membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.

Aggregation of hepatic melanomacrophage centers in S. herzbergii (Pisces, Ariidae) as indicators of environmental change and well-being / [Agregação de centros de melanomacrófagos hepáticos em S. herzbergii (Pisces, Ariidae) como indicadores de mudança ambiental e de bem-estar]

The melanomacrophage centers (MMCs) in the liver of fish are indicators of environmental conditions, as they are involved in xenobiotic biotransformation. The objective of this study was to evaluate the number of MMC in the liver of juveniles and adults of Sciades herzbergii from areas with different levels of contamination. The fish were caught at three points (reference - A1, potentially impacted - A2 and contaminated - A3), in São José bay (Maranhão, Brazil), in four samples. The livers were subjected to the standard histological procedure and 5µm sections were stained with hematoxylin-eosin. In livers of A2 adult individuals (260.50±161.50 MMCs / mm²) they presented a greater number of MMCs when compared to A3 adults (60.00 ± 30.10 MMCs / mm²). Juveniles showed considerable values in A1 (100.00 ± 0.00 MMCs/mm²) and A2 (95.33 ± 33.00 MMCs / mm²) compared to juveniles in A3 (49.00±0.00 MMCs/mm²). These high values are unexpected for young people. The average number of MMC correlated with the rainy season in the region. The use of hepatic MMCs as a biomarker of exposure to pollutants, in particular substances from fisheries systems, such as ammonia and nitrite, proved to be adequate to differentiate areas with different levels of impacts.(AU)

Os centros melanomacrófagos (MMCs) no fígado de peixes são indicadores das condições ambientais, pois estão envolvidos na biotransformação xenobiótica. O objetivo deste estudo foi avaliar o número de MMC no fígado de juvenis e adultos de Sciades herzbergii de áreas com diferentes níveis de contaminação. Os peixes foram capturados em três pontos (referência - A1; potencialmente impactado - A2; e contaminado - A3), na baía de São José (Maranhão, Brasil), em quatro amostras. Os fígados foram submetidos ao procedimento histológico padrão e cortes de 5µm foram corados com hematoxilina-eosina. Em fígados de indivíduos adultos A2 (260,50±161,50 MMCs/mm²), eles apresentaram maior número de MMCs quando comparados aos adultos A3 (60,00±30,10 MMCs/mm²). Os juvenis apresentaram valores elevados em A1 (100,00 ± 0,00 MMCs/mm²) e A2 (95,33±33,00 MMCs/mm²) quando comparados aos juvenis em A3 (49,00±0,00 MMCs/mm²). Esses altos valores são inesperados para os jovens. O número médio de MMC correlacionou-se com a época chuvosa na região. A utilização de MMCs hepáticos como biomarcador de exposição a poluentes, em particular substâncias provenientes de sistemas pesqueiros, como amônia e nitrito, mostrou-se adequada para diferenciar áreas com diferentes níveis de impactos.(AU)

Parasitic monogenoideans of Sciades herzbergii as bioindicators of environmental quality in amazonian estuarines ecosystems / Parasitos monogenóideos de Sciades herzbergii como bioindicadores da qualidade ambiental de ecossistemas estuarinos amazônicos

Abstract This study evaluated the use of gill parasitic monogenoideans from Sciades herzbergii (Siluriformes: Ariidae) as bioindicators of environmental quality in Amazonian estuarine ecosystems. Fish were caught in the tidal channels in an impacted area - IA, near the port of São Luís and a reference area - RA, in the Caeté estuary, Bragança. The influence of the capture site and seasonality on parasite abundance, environmental variables and biometric data of hosts were verified. A total of 416 S. herzbergii specimens were analyzed. The weight and total length of fish from the RA were greater than those of the IA. The relative condition factor was influenced by seasonality. A total of 4,265 monogenoidean specimens from the following species were identified: Chauhanellus boegeri, C. susamlimae, C. velum, Calceostomella herzbergii and Dactylogyridae gen. sp. The seasonal mean parasitic abundance of C. susamlimae was significantly different, with the highest values recorded during the dry season. The mean abundance of C. herzbergii was influenced by seasonality and by the capture site. During the rainy period, the parasite indices in the RA were higher than those of IA. C. herzbergii is a bioindicator sensitive to low water quality, especially in relation to water turbidity in Amazon estuaries.

Resumo Este estudo avaliou o uso de monogenóideos parasitos das brânquias de Sciades herzbergii (Siluriformes/Ariidae) como bioindicadores de qualidade ambiental em ecossistemas estuarinos amazônicos. Os peixes foram capturados nos canais das marés em uma área impactada - IA, próxima ao porto de São Luís, e uma área de referência - RA, no estuário do Caeté, Bragança. A influência do local de captura e sazonalidade na abundância do parasita, variáveis ambientais e dados biométricos dos hospedeiros foram verificados. Um total de 416 espécimes de S. herzbergii foram analisados. O peso e o comprimento total dos peixes da RA foram maiores do que os dos IA. O fator de condição relativo foi influenciado pela sazonalidade. Um total de 4.265 espécimes de monogenóideos das seguintes espécies foram identificados: Chauhanellus boegeri, C. susamlimae, C. velum, Calceostomella herzbergii e Dactylogyridae gen. sp. A abundância parasitária média sazonal de C. susamlimae foi significativamente diferente, com os maiores valores registrados durante a estação seca. A abundância média de C. herzbergii foi influenciada pela sazonalidade e pelo local de captura. Durante o período chuvoso, os índices parasitários na RA foram superiores aos da IA. C. herzbergii é um bioindicador sensível à baixa qualidade da água, principalmente em relação à turbidez da água em estuários amazônicos.

Aquatic Oligochaete Communities in Amazonian Streams, Saracá-Taquera National Forest, Pará, Brazil / Comunidade de oligoquetos aquáticos em riachos amazônicos, Floresta Nacional Saracá-Taquera, Pará, Brasil

Abstract: The aim of this study was to analyze aquatic oligochaete distribution in relation to water column physicochemical variables, structural environmental variation, and predominant substrates in the preserved Amazonian streams of the Saracá-Taquera National Forest (FLONA Saracá-Taquera), northwest Pará, Brazil. Oligochaetes are widely used as bioindicators for monitoring aquatic environments as they are very sensitive to pollution and environmental changes. Physicochemical and structural variables were measured from 100 stream segments in order to understand the distribution of oligochaetes in Amazonian streams. Biotic samples were collected using Surber samplers in three of the most predominant substrate types in each segment. PERMANOVA testing showed that there was a significant difference in the oligochaete community among some substrates, potentially caused by a difference in the abundance of the most common taxa. Canonical Correspondence Analysis showed that physical variables drive the distribution of oligochaetes in preserved Amazonian streams, as they determine the formation of different substrates along the stream, from the source to the mouth; favoring the presence of oligochaetes with more specific ecological needs in low-order streams, and the presence of oligochaetes capable of colonizing various types of substrates and deeper zones in high-order streams. These results suggest that water depth and channel width are the main drivers of aquatic oligochaete distribution along Amazonian streams, determining the formation of unstable and low-quality substrates and, consequently, the low colonization by oligochaetes in high-order streams; and more diverse and stable substrate formation in low-order streams, favoring the colonization by diverse taxa of aquatic oligochaetes in low-order Amazonian streams.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi analisar a distribuição da comunidade de oligoquetos em relação às variáveis físico-químicas da coluna da água, variação estrutural do ambiente, e substratos predominantes em riachos amazônicos conservados na FLONA Saracá-Taquera, noroeste do Pará, Brasil. Oligochaetes são amplamente utilizados como bioindicadores para monitoramento de ambientes aquáticos, pois são muito sensíveis à poluição e às mudanças ambientais. Variáveis físico-químicas e estruturais de 100 trechos de riachos foram mensuradas para entender a distribuição de oligoquetos em riachos amazônicos. Amostras bióticas foram coletadas com amostrador Surber em três dos tipos de substratos mais predominantes em cada trecho. A PERMANOVA mostrou que há uma diferença significativa da comunidade de oligoquetos entre alguns substratos, possivelmente baseada nas diferenças no número do táxon mais comum. A Análise de Correspondência Canônica mostrou que as variáveis físicas controlam a distribuição da comunidade de oligoquetos em riachos amazônicos preservados, porque estas variáveis determinam a formação dos diferentes substratos ao longo do riacho, desde a nascente até a foz, favorecendo a presença de oligoquetos com necessidades ecológicas mais específicas em riachos de baixa ordem, e oligoquetos capazes de colonizar diferentes tipos de substrato e zonas mais profundas em riachos de ordem maior. Os resultados deste trabalho sugerem que a profundidade da água e a largura do canal são as variáveis que controlam a distribuição da comunidade de oligoquetos em riachos amazônicos, determinando a formação de substratos instáveis e de baixa qualidade, e consequentemente baixa colonização de oligoquetos, em riachos de ordem maior; e formação de substratos mais diversificados, mais estáveis e de qualidade em riachos de baixa ordem, favorecendo a colonização de diversos taxa de oligoquetos aquáticos em riachos amazônicos de baixa ordem.

Metrics of benthic communities and habitat quality associated to different types of land use / Qualidade de habitat e métricas de macroinvertebrados bentônicos associadas a diferentes tipos de uso do solo

ABSTRACT Aquatic ecosystems are under severe anthropogenic modifications. Thus, the dependent biological communities in these environments are also changed. The objective of this study was to investigate the effects of urban development in a highly impacted ecosystem. We selected 15 sampling points along the stream Ribeirão Vermelho, in which were sampled benthic macroinvertebrates and assessed the water and habitat diversity. It was found an impact gradient, with some the reference points classified as natural and others as impacted. There was a significant difference in all biological indicators used. The total number of taxa, the wealth of Diptera, the taxa Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera, and the diversity indices, the Water Quality Indices, and the percentage of herbivores crushers and predators were significantly higher in points classified as natural and changed. The relative abundances of collectors, filter feeding, chironomids and parasites were significantly lower in sites classified as natural in relation to impacted ones. The metrics of the macroinvertebrate community benthic and Habitat Diversity Protocol were influenced by environmental degradation, being a useful tool for planning and development actions for the preservation of watersheds and the prioritization of high-value transmission systems for protection and rehabilitation of aquatic ecosystems

RESUMO Os ecossistemas aquáticos estão sob fortes modificações antrópicas. Assim, comunidades biológicas dependentes desses ambientes também são alteradas. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do desenvolvimento urbano em um ecossistema impactado. Foram selecionadas 15 seções de amostragem ao longo do Ribeirão Vermelho e em cada uma foi amostrada a comunidade de macroinvertebrados bentônicos e avaliada a diversidade de habitat e qualidade da água. Observou-se um gradiente de impacto ao longo do ribeirão, com alguns pontos de referência classificados como naturais e outros como impactados. Houve diferença significativa em todos os indicadores biológicos utilizados. O número total de táxons, riqueza de Diptera, Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera, e os índices de diversidade, de qualidade da água e porcentagem de herbívoros, trituradores e predadores foram significativamente maiores nos pontos classificados como naturais e impactados. As abundâncias relativas de coletores, filtradores, quironomídeos e parasitas foram significativamente menores em sítios classificados como naturais em relação aos impactados. ­Observou-se que as métricas das comunidades bentônicas de macroinvertebrados e o Protocolo de Avaliação Rápida da Diversidade de Habitat foram influenciados pela degradação ambiental, sendo estas ferramentas úteis para ações de planejamento e desenvolvimento para a preservação de bacias hidrográficas e a priorização de sistemas de transmissão de alto valor para proteção e reabilitação de ecossistemas aquáticos.

A predictive multimetric index based on macroinvetebrates for Atlantic Forest wadeable streams assessment / Índice Multimétrico Preditivo baseado em macroinvertebrados para avaliação de riachos vadeáveis da Mata Atlântica

Abstract: Multimetric Indices (MMIs) have been widely applied for ecological assessment in freshwater ecosystems. Most MMIs face difficulties when scaling up from small spatial scales because larger scales usually encompass great environmental variability. Covariance of anthropogenic pressures with natural environmental gradients can be a confounding factor in assessing biologic responses to anthropogenic pressures. This study presents the development and validation of a predictive multimetric index to assess the ecological condition of Atlantic Forest wadeable streams using benthic macroinvertebrates. To do so, we sampled 158 sites for the index development. We adjusted each biological metric to natural variation through multiple regression analyses (stepwise-forward) and considered that the residual distribution describes the metric variation in the absence of natural environmental influence. For metric selection we considered normal distribution, variation explained by the models, redundancy between metrics and sensitivity to differentiate reference from impaired sites. We selected five metrics to the final index: total richness, %MOLD, %Coleoptera, EPT richness and Chironomidae abundance. The residuals were transformed into probabilities and the final index was obtained through the mean of these probabilities. This index performed well in discriminating the impairment gradient and it showed a high correlation (r = 0.85, p <0.001) with a specific index developed for a particular basin indicating a similar sensitivity. This index can be used to assess wadeable streams ecological condition in Atlantic Forest biome, so we believe that this type of approach represents an important step towards the application of biomonitoring tools in Brazil.

Resumo: Índices Multimétricos (MMIs) são ferramentas amplamente aplicadas ao monitoramento ecológico de ecossistemas aquáticos continentais. A maior dificuldade na utilização dos MMIs em amplas escalas espaciais consiste no aumento da variabilidade ambiental associado ao aumento da escala. A covariância entre os impactos antropogênicos e o gradiente ambiental natural pode atuar como fator de confusão, dificultando a avaliação das respostas biológicas às pressões antropogênicas. Este estudo consiste no desenvolvimento e validação de um índice multimétrico preditivo para avaliar a condição ecológica de riachos vadeáveis da Mata Atlântica, utilizando macroinvertebrados bentônicos. Todas as métricas biológicas foram ajustadas a variação natural através da análise de regressão múltipla ("stepwise-forward") e a distribuição dos resíduos foi utilizada para descrever variação de cada métrica na ausência de gradiente ambiental natural. Para a seleção das métricas foram considerados critérios de normalidade da distribuição, variação explicada pelos modelos, redundância entre métricas e sensibilidade para diferenciar gradiente de impacto. Foram selecionadas cinco métricas para compor o índice final: riqueza total, %MOLD (Mollusca+Diptera), %Coleoptera, riqueza de EPT (Ephemeroptera+Plecoptera+Trichoptera) e abundância de Chironomidae. Os resíduos das métricas selecionadas foram transformados em probabilidades e o valor final do índice foi obtido através da média dessas probabilidades. O índice teve ótimo desempenho em discriminar o gradiente de impacto e mostrou alta correlação (r = 0.85, p <0.001) com um índice desenvolvido especificamente para uma das bacias, indicando sensibilidade similar. O índice desenvolvido nesse trabalho pode ser utilizado em todo o estado do Rio de Janeiro e acreditamos que este tipo de abordagem constitui uma contribuição importante para o desenvolvimento e implementação de um programa de monitoramento biológico no Brasil.

Biomarkers and bioindicators of the environmental condition using a fish species (Pimelodus maculatus Lacepède, 1803) in a tropical reservoir in Southeastern Brazil / Biomarcadores e bioindicadores da condição ambiental usando uma espécie de peixe (Pimelodus maculatus Lacepède, 1803) em um reservatório tropical no Sudeste do Brasil

Abstract The Funil Reservoir receives a large amount of xenobiotics from the Paraíba do Sul River (PSR) from large number of industries and municipalities in the watershed. This study aimed to assess environmental quality along the longitudinal profile of the Paraíba do Sul River-Funil Reservoir system, by using biomarkers and bioindicators in a selected fish species. The raised hypothesis is that Funil Reservoir acts as a filter for the xenobiotics of the PSR waters, improving river water quality downstream the dam. Two biomarkers, the ethoxyresorufin-O-deethylase activity (EROD), measured as fluorimetricly in S9 hepatic fraction, and the micronuclei frequency (MN), observed in erythrocytes of the cytoplasm, and three bioindicators, the hepatosomatic index (HSI), gonadosomatic index (GSI) and condition factor (CF) were used in Pimelodus maculatus, a fish species widely distributed in the system. Four zones were searched through a longitudinal gradient: 1, river upstream from the reservoir; 2, upper reservoir; 3, lower reservoir; 4, river downstream of the reservoir. EROD activity and HSI and GSI had significant differences among the zones (P<0.05). The upper reservoir had the lowest EROD activity and HSI, whereas the river downstream of the reservoir had the highest EROD and lowest GSI. The river upstream from the reservoir showed the highest HSI and GSI. It is suggested that the lowest environmental condition occur at the river downstream of the reservoir, where it seems to occur more influence of xenobiotics, which could be associated with hydroelectric plant operation. The hypothesis that Funil reservoir acts as a filter decanting pollution from the Paraíba do Sul River waters was rejected. These results are novel information on this subject for a native fish species and could be useful for future comparisons with other environments.

Resumo O reservatório do Funil recebe uma grande quantidade de contaminantes xenobióticos do Rio Paraíba do Sul (RPS) provenientes de grandes indústrias e municípios situados na bacia hidrográfica. O objetivo deste estudo é avaliar a qualidade ambiental ao longo de um perfil longitudinal do sistema rio Paraíba do Sul-reservatório do Funil, através de biomarcadores e bioindicadores em uma espécie de peixe selecionada. A hipótese a ser testada é de que o reservatório do Funil funciona como filtro para poluentes xenobioticos de águas do rio Paraíba do Sul, melhorando a qualidade da água à jusante da represa. Foram usados dois biomarcadores: a atividade de etoxiresorufina-O-desetilase (EROD), medida fluorimetricamente na fração S9 hepática, e a Freqüência de Micronúcleos (MN), observada no citoplasma dos eritrócitos; e também três bioindicadores: Índice hepato-somático (IHS), Índice gonado-somático (IGS) e Fator de Condição (FC) em Pimelodus maculatus, uma espécie de peixe amplamente distribuída no sistema. Quatro zonas foram amostrados ao longo do gradiente longitudinal: 1, rio a montante do reservatório; 2, parte superior do reservatório; 3, parte inferior do reservatório; 4, rio à jusante do reservatório. A atividade de EROD, o IHS e o IGS apresentaram diferenças significativas (P<0.05) entre as zonas. A atividade EROD e o IHS foram mais baixos na parte superior do reservatório, enquanto que no rio à jusante do reservatório, a atividade de EROD foi mais alta e o IGS foi mais baixo. O rio acima do reservatório apresentou maiores IHS e IGS. É sugerido que a pior condição ambiental ocorreu no rio abaixo do reservatório, o que poderia ser associado às influências das operações da usina hidroelétrica. A hipótese de que o reservatório do Funil atue como filtro decantando a poluição do rio Paraíba do Sul foi rejeitada. Estes dados são novas informações sobre este tema para uma espécie nativa e podem ser úteis para futuras comparações outros ambientes.

Characterization of oxidative stress biomarkers in a freshwater anomuran crab / Caracterização de biomarcadores de estresse oxidativo em caranguejos anomuros de água doce

Abstract In general, environmental responses at level of populations or communities are preceded by alterations at lower biological levels which can be efficiently detected by the analysis of biomarkers. We analyzed the oxidative biomarkers TBARS and Catalase in Aegla singularis, a freshwater crustacean highly sensitive to environmental changes. The objective was to address if are differences in these biomarkers related to the gender as well if they are influenced by seasonal or water physicochemical variables. The results showed differences in biomarkers profile related to the gender. In female crabs were not sensitive to seasonal variations throughout the study period. However, in males the biomarkers evaluated were higher in the winter as compared to remaining seasons and showed tendency of negative correlation with water temperature and pH. This study highlights that gender, seasonal variations and physicochemical variables can influence oxidative stress biomarkers in A. singularis. Female crabs probably are better suited as a model for biomarker application in environmental studies, because their insensibility to seasonal variations can facilitate the observations of responses related specifically to environmental disturbances.

Resumo Em geral, as respostas ambientais ao nível de populações ou comunidades são precedidas pelas alterações nos níveis biológicos inferiores que podem ser eficientemente detectados pela análise de biomarcadores. Neste trabalho, foram analisados os biomarcadores oxidativos TBARS e Catalase em Aegla singularis, um crustáceo de água doce altamente sensível às mudanças ambientais. O objetivo foi investigar se há diferenças nestes biomarcadores relacionados com o gênero, bem como se eles são influenciados por parâmetros sazonais ou físico-químicos. Os resultados mostraram diferenças no perfil de biomarcadores relacionados com o gênero. Caranguejos fêmeas não foram sensíveis a variações sazonais ao longo do período de estudo. Nos machos, os biomarcadores avaliadas apresentaram níveis mais altos no inverno, em comparação com as demais estações e mostraram uma tendência de correlação negativa com a temperatura e pH da água. Este estudo destaca que o sexo, variações sazonais e variáveis físico-químicas podem influenciar os biomarcadores de estresse oxidativo em A. singularis. As fêmeas de A. singularis provavelmente são mais adequadas como um modelo para aplicação destes biomarcadores em estudos ambientais, uma vez que sua insensibilidade às variações sazonais podem facilitar as observações das respostas relacionadas especificamente com perturbações ambientais.

Effectiveness of abundance and biomass curves in detecting environmental alterations in semi-arid region reservoirs / Eficácia das curvas de abundância e biomassa na detecção de alterações ambientais em reservatórios do semiárido

Abstract For mitigation of environmental problems generated by bad water resource management, the first step is to develop methods for effective diagnosis. The potential bioindicator, mainly in the benthic community, in the evaluation of water quality is the structure of the community, associated with magnitude of environmental impact. The aim of the present study was to evaluate the effectiveness of abundance biomass curves (ABC) as tools to estimate ecological quality in reservoirs in the Brazilian semi-arid region. Two reservoirs, Epitácio Pessoa and Argemiro de Figueiredo were selected. These reservoirs are located in the watershed of the Paraíba River, in Northeast Brazil. Sampling was done at 40 sites in the littoral region of each reservoir, during the periods of higher and lower water volume in the reservoirs. ABC for semi-arid region reservoirs showed disparate results for biological and environmental indicators, because they had a better relationship with momentary variables (physical and chemical parameters). This may be related to the high occurrence of exotic species, principally Corbicula largillierti, which has a high biomass, in association with a severe drought period. ABC must thus be used with parsimony and combined with other indicators, for an accurate and coherent characterization.

Resumo Para mitigação de problemas ambientais gerados pela má gestão de recursos hídricos, o primeiro passo é o desenvolvimento metodologias de diagnósticos eficientes. O potencial bioindicador, principalmente da comunidade bentônica, na avaliação da qualidade da água deve-se aos aspectos estruturais dessa comunidade, associado com a magnitude de impactos ambientais. O objetivo do presente estudo foi avaliar a eficiência das curvas de biomassa e abundância (ABC) como ferramentas para estimar a qualidade ecológica em reservatórios na região do semi-árido brasileiro. Dois reservatórios, Epitácio Pessoa e Argemiro de Figueiredo foram selecionados. Estes reservatórios estão localizados na bacia do rio Paraíba, no nordeste do Brasil. As coletas foram realizadas em 40 locais na região litorânea de cada reservatório, durante os períodos de maior e menor volume de hídrico. As curvas ABC, quando plotadas em reservatórios do semiárido, apresentaram resultados diferentes aos indicadores biológicos e ambientais, tendo uma relação melhor com as variáveis ​​momentâneas (parâmetros físicos e químicos). Isso pode estar relacionado à alta ocorrência de espécies exóticas, principalmente Corbicula largillierti, o que reflete uma elevada biomassa, combinada com um período severo de seca. O método ABC devem ser utilizadas com parcimônia e associada a outros indicadores, para uma caraterização coerente e precisa.

Characterization of oxidative stress biomarkers in a freshwater anomuran crab

Abstract In general, environmental responses at level of populations or communities are preceded by alterations at lower biological levels which can be efficiently detected by the analysis of biomarkers. We analyzed the oxidative biomarkers TBARS and Catalase in Aegla singularis, a freshwater crustacean highly sensitive to environmental changes. The objective was to address if are differences in these biomarkers related to the gender as well if they are influenced by seasonal or water physicochemical variables. The results showed differences in biomarkers profile related to the gender. In female crabs were not sensitive to seasonal variations throughout the study period. However, in males the biomarkers evaluated were higher in the winter as compared to remaining seasons and showed tendency of negative correlation with water temperature and pH. This study highlights that gender, seasonal variations and physicochemical variables can influence oxidative stress biomarkers in A. singularis. Female crabs probably are better suited as a model for biomarker application in environmental studies, because their insensibility to seasonal variations can facilitate the observations of responses related specifically to environmental disturbances.

Resumo Em geral, as respostas ambientais ao nível de populações ou comunidades são precedidas pelas alterações nos níveis biológicos inferiores que podem ser eficientemente detectados pela análise de biomarcadores. Neste trabalho, foram analisados os biomarcadores oxidativos TBARS e Catalase em Aegla singularis, um crustáceo de água doce altamente sensível às mudanças ambientais. O objetivo foi investigar se há diferenças nestes biomarcadores relacionados com o gênero, bem como se eles são influenciados por parâmetros sazonais ou físico-químicos. Os resultados mostraram diferenças no perfil de biomarcadores relacionados com o gênero. Caranguejos fêmeas não foram sensíveis a variações sazonais ao longo do período de estudo. Nos machos, os biomarcadores avaliadas apresentaram níveis mais altos no inverno, em comparação com as demais estações e mostraram uma tendência de correlação negativa com a temperatura e pH da água. Este estudo destaca que o sexo, variações sazonais e variáveis físico-químicas podem influenciar os biomarcadores de estresse oxidativo em A. singularis. As fêmeas de A. singularis provavelmente são mais adequadas como um modelo para aplicação destes biomarcadores em estudos ambientais, uma vez que sua insensibilidade às variações sazonais podem facilitar as observações das respostas relacionadas especificamente com perturbações ambientais.

Biomarkers and bioindicators of the environmental condition using a fish species (Pimelodus maculatus Lacepède, 1803) in a tropical reservoir in Southeastern Brazil

Abstract The Funil Reservoir receives a large amount of xenobiotics from the Paraíba do Sul River (PSR) from large number of industries and municipalities in the watershed. This study aimed to assess environmental quality along the longitudinal profile of the Paraíba do Sul RiverFunil Reservoir system, by using biomarkers and bioindicators in a selected fish species. The raised hypothesis is that Funil Reservoir acts as a filter for the xenobiotics of the PSR waters, improving river water quality downstream the dam. Two biomarkers, the ethoxyresorufinOdeethylase activity (EROD), measured as fluorimetricly in S9 hepatic fraction, and the micronuclei frequency (MN), observed in erythrocytes of the cytoplasm, and three bioindicators, the hepatosomatic index (HSI), gonadosomatic index (GSI) and condition factor (CF) were used in Pimelodus maculatus, a fish species widely distributed in the system. Four zones were searched through a longitudinal gradient: 1, river upstream from the reservoir; 2, upper reservoir; 3, lower reservoir; 4, river downstream of the reservoir. EROD activity and HSI and GSI had significant differences among the zones (P 0.05). The upper reservoir had the lowest EROD activity and HSI, whereas the river downstream of the reservoir had the highest EROD and lowest GSI. The river upstream from the reservoir showed the highest HSI and GSI. It is suggested that the lowest environmental condition occur at the river downstream of the reservoir, where it seems to occur more influence of xenobiotics, which could be associated with hydroelectric plant operation. The hypothesis that Funil reservoir acts as a filter decanting pollution from the Paraíba do Sul River waters was rejected. These results are novel information on this subject for a native fish species and could be useful for future comparisons with other environments.

Resumo O reservatório do Funil recebe uma grande quantidade de contaminantes xenobióticos do Rio Paraíba do Sul (RPS) provenientes de grandes indústrias e municípios situados na bacia hidrográfica. O objetivo deste estudo é avaliar a qualidade ambiental ao longo de um perfil longitudinal do sistema rio Paraíba do Sul-reservatório do Funil, através de biomarcadores e bioindicadores em uma espécie de peixe selecionada. A hipótese a ser testada é de que o reservatório do Funil funciona como filtro para poluentes xenobioticos de águas do rio Paraíba do Sul, melhorando a qualidade da água à jusante da represa. Foram usados dois biomarcadores: a atividade de etoxiresorufinaOdesetilase (EROD), medida fluorimetricamente na fração S9 hepática, e a Freqüência de Micronúcleos (MN), observada no citoplasma dos eritrócitos; e também três bioindicadores: Índice hepato-somático (IHS), Índice gonado-somático (IGS) e Fator de Condição (FC) em Pimelodus maculatus, uma espécie de peixe amplamente distribuída no sistema. Quatro zonas foram amostrados ao longo do gradiente longitudinal: 1, rio a montante do reservatório; 2, parte superior do reservatório; 3, parte inferior do reservatório; 4, rio à jusante do reservatório. A atividade de EROD, o IHS e o IGS apresentaram diferenças significativas (P 0.05) entre as zonas. A atividade EROD e o IHS foram mais baixos na parte superior do reservatório, enquanto que no rio à jusante do reservatório, a atividade de EROD foi mais alta e o IGS foi mais baixo. O rio acima do reservatório apresentou maiores IHS e IGS. É sugerido que a pior condição ambiental ocorreu no rio abaixo do reservatório, o que poderia ser associado às influências das operações da usina hidroelétrica. A hipótese de que o reservatório do Funil atue como filtro decantando a poluição do rio Paraíba do Sul foi rejeitada. Estes dados são novas informações sobre este tema para uma espécie nativa e podem ser úteis para futuras comparações outros ambientes.

Ecophysiological, anatomical and ultrastructural characteristics of Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) submitted to different concentrations of fluoride / Características ecofisiológicas, anatômicas e ultraestruturais de Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) submetida a diferentes concentrações de flúor

Fluorides released during the manufacture of aluminum, fertilizers, glass and ceramics are considered to be highly toxic to plants, causing damages in relatively small concentrations. This study aimed to evaluate fluoride (F) accumulation and its effects on Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) exposed to simulated rain containing potassium fluoride in concentrations of 5, 10, 15 and 20 mg L-1. Vitex polygama presented no visual symptoms of foliar injury and accumulated a relatively small amount of F-, significant only for the treatments with higher concentrations of the pollutant. F- promoted an increase in non-photochemical quenching (qN) and in the coefficient due to non -photochemical extinction (NPQ), which indicates higher dissipation of radiant energy in the heat form. Damages in the chloroplast structure, in cellular membranes and in epicuticular waxes, besides cytoplasm granulation and irregularities in the epidermal cell walls were also detected in plants exposed to the pollutant. The results show a considerable resistance of Vitex polygama to F and reinforce the prognostic value of physiological, anatomical and ultrastructural analysis in the detection of damages caused by the pollutant in the leaf structure of this species.

Fluoretos, liberados durante a manufatura de alumínio, fertilizantes, vidro e cerâmica, são considerados altamente tóxicos para as plantas, causando danos em concentrações relativamente pequenas. Este estudo teve como finalidade avaliar o acúmulo de flúor (F) e seus efeitos sobre Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) em plantas expostas a chuva simulada contendo fluoreto de potássio em concentrações de 5, 10, 15 e 20 mg L-1. Vitex polygama não apresentou sintomas visíveis de injúria foliar e acumulou uma quantidade relativamente pequena de F-, significativa apenas para os tratamentos com maiores concentrações do poluente. O F- promoveu aumentos no coeficiente devido à extinção não fotoquímica (qN) e no coeficiente devido à extinção não fotoquímica (NPQ), que indicam maior dissipação de energia radiante na forma de calor. Danos na estrutura dos cloroplastos, em membranas celulares e nas ceras epicuticulares, além de granulação do citoplasma e irregularidades na parede celular de células epidérmicas, foram também detectados em plantas expostas ao poluente. Os resultados demonstram uma considerável resistência de Vitex polygama ao F e reforçam o valor prognóstico de análises fisiológicas, anatômicas e ultraestruturais na detecção de danos causados pelo poluente na estrutura foliar dessa espécie.

Uso do bioensaio com Allium cepa L. e análises físico-químicas e microbiológicas para avaliação da qualidade do Rio da Ilha, RS, Brasil / Allium cepa L. bioassay and physicochemical and microbiological analysis to evaluate the water quality of the Ilha River, RS, Brazil

O estudo avalia a toxicidade, citotoxicidade, genotoxicidade e análises físico-químicas e microbiológicas de amostras de águas coletadas em dois pontos (nascente e foz) do Rio da Ilha - um dos principais afluentes do Rio dos Sinos, RS, Brasil - em dois períodos: inverno (2014) e verão (2015), através do bioensaio com Allium cepa que fornece esses dados através da mensuração das raízes dos bulbos, índice mitótico e presença de aberrações cromossômicas. Os resultados demonstraram níveis de citotoxicidade principalmente na foz do rio, e alguns parâmetros (DBO5, fósforo, alumínio, chumbo, ferro, níquel e coliformes termotolerantes) acima da legislação estabelecida, mesmo a região sofrendo pouco impacto de origem antrópica.

This study evaluates the toxicity, cytotoxicity, genotoxicity and physicochemical and microbiological analysis of water samples collected at sites (source and mouth) of the Ilha River -one of the main tributaries of the Sinos River, RS, Brazil - in winter (2014) and summer (2015), by Allium cepa bioassay which provided the data by measuring the roots of the bulbs, mitotic index and presence of chromosomal aberrations. The results show levels of cytotoxicity especially at the mouth of the river, and some parameters (DBO5, phosphorus, aluminum, lead, iron, nickel and fecal coliforms) above the limits established by the Brazilian legislation, despite the localization of the region in an area under minor anthropic impact.

Assessment of benthic macroinvertebrates at Nile tilapia production using artificial substrate samplers / Avaliação da comunidade de macroinvertebrados bentônicos em produção de tilápia-do-Nilo com uso de coletores com substrato artificial

Abstract Biomonitoring is a cheap and effective tool for evaluation of water quality, and infer on the balance of aquatic ecosystems. The benthic macroinvertebrates are bioindicators sensitive to environmental changes, and can assist in detecting and preventing impacts such as organic enrichment and imbalance in the food chain. We compared the structure of benthic communities on artificial substrate samplers located in places near and far from net cages for production of Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Samplers were manufactured with nylon net, using substrates such as crushed stone, gravel, loofah and cattail leaves. Samples were collected after 30 days of colonization, rinsed and then the specimens were identified and quantified. The following metrics were calculated: richness of Operational Taxonomic Units, Margalef richness, abundance of individuals, Shannon index and evenness index. The macrobenthic community structure was strongly modified according to the proximity of the net cages. Metrics showed significant differences (p < 0.05) between near and distant sites, for both periods (dry and rainy seasons). The position of the samplers significantly affected the structure of macroinvertebrate community, as near sites showed higher values for the community metrics, such as richness and diversity. Near sites presented a larger number of individuals, observed both in the dry and rainy seasons, with a predominance of Chironomidae (Diptera) in the dry season and Tubificidae (Oligochaeta) in the rainy season.

Resumo O biomonitoramento é uma ferramenta com custo relativamente baixo e eficaz para avaliação da qualidade da água, além de inferir sobre o equilíbrio dos ecossistemas aquáticos. Os macroinvertebrados bentônicos são bioindicadores sensíveis às mudanças ambientais, e podem auxiliar na detecção e prevenção de impactos como o enriquecimento orgânico e o desequilíbrio da cadeia alimentar. Como objetivo, foi comparada a estrutura das comunidades bentônicas em coletores com substrato artificial situados em locais próximos e distantes de tanques rede para produção de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Os coletores foram fabricados com rede de náilon, utilizando os substratos brita, cascalho, bucha vegetal e folhas de taboa. Foram realizadas coletas após 30 dias de colonização. As amostras foram lavadas e os espécimes identificados e quantificados. As métricas calculadas foram: riqueza de Unidades Taxonômicas Operacionais, riqueza de Margalef, abundância de indivíduos, índice de Shannon e índice de Pielou. A estrutura da comunidade macrobentônica foi fortemente modificada de acordo com a proximidade dos tanques-rede. As métricas apresentaram diferenças significativas (p < 0,05) entre os locais próximos e distantes, em ambos os períodos (estações seca e chuvosa). A posição dos amostradores afetou significativamente a estrutura da comunidade de macroinvertebrados, na medida em que locais próximos dos tanques rede apresentaram valores mais elevados para as métricas de comunidade, como riqueza e diversidade. Amostras próximas aos tanques rede apresentaram um maior número de indivíduos em ambas as estações do ano, com predomínio de Chironomidae (Diptera) na estação seca e Tubificidae (Oligochaeta) na estação chuvosa.

Concentrations of PM2.5-10 and PM2.5 and metallic elements around the Schmidt Stream area, in the Sinos River Basin, southern Brazil / Concentrações de MP2,5-10 e MP2,5 e elementos metálicos junto à área do Arroio Schmidt, na bacia do Rio dos Sinos, sul do Brasil

This research aimed to evaluate the air quality, by determining the concentrations of PM2.5-10, PM2.5 and the metallic elements Al, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn and Hg in the leaf part of ryegrass (Lolium multiflorum) in an area close to Schmidt Stream, at the lower section of Sinos River Basin (SRB), in a research campaign of six months, from October 2013 to March 2014. The particles collected in the PM sampling were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) combined with Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDS), in order to study their morphology and chemical composition. The mean concentration of PM2.5-10 was 9.1 µg m–3, with a range of 2.2 µg m–3 to 15.4 µg m–3 and the mean concentration of PM2.5was 4.7 µg m–3, with a range of 1.9 µg m–3 to 8.2 µg m–3. Concentrations of metallic elements, especially Pb, Cr and Zn, were classified as Class 4 (very high pollution levels), according to the classification proposed by Klumpp et al. (2004). Chemical and morphological analysis of PM revealed the presence of particles of biological origin, soot (Cr, Fe, Ni, Zn, Cd, Hg and Pb), salts (KCl) and soil resuspension (Al and Si). The integrated study methodology, employing environmental variables, such as PM and ryegrass, can be of help in the preparation of wide-ranging environmental diagnoses, in addition providing information needed to develop precautionary measures designed to minimize the effects of atmospheric pollution that takes into consideration the environment’s supportive capacity and environmental quality.

Resumo O objetivo desta pesquisa foi avaliar a qualidade do ar, por meio da determinação das concentrações do MP2,5-10, MP2,5 e dos elementos metálicos Al, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn e Hg na folha do azevém (Lolium multiflorum) em uma área próxima ao Arroio Schmidt, no trecho inferior da Bacia do Rio dos Sinos (BRS), em uma campanha de seis meses de pesquisa, de outubro de 2013 a março de 2014. As partículas coletadas na amostragem do MP foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), combinada com Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios X (EDS), a fim de estudar sua morfologia e composição química. As concentrações médias de MP2,5-10 e MP2,5 foram de 9,1 µg m–3 e 4,7 µg m–3, respectivamente. As concentrações médias dos elementos metálicos Pb, Cr e Zn na parte foliar do azevém foram de 13,58 mg kg–1, 5,26 mg kg–1 e 88,80 mg kg–1, respectivamente, caracterizando a área como Classe 4 (nível muito elevado de poluição), conforme classificação proposta por Klumpp et al. (2004). A caracterização química e morfológica das partículas coletadas revelou a presença de fuligem (Cr, Fe, Ni, Zn, Cd, Hg e Pb), materiais biológicos, cristais salinos (KCl) e partículas ressuspensas de poeira do solo (Al e Si). Estudos integrados empregando variáveis ambientais como o MP e o biomonitoramento com azevém podem auxiliar na elaboração de diagnósticos ambientais robustos, além de fornecer informações para o desenvolvimento de medidas de precaução que considerem a capacidade de suporte do meio ambiente e que visem à minimização dos efeitos prejudiciais da poluição atmosférica.

Concentrations of PM2.5-10 and PM2.5 and metallic elements around the Schmidt Stream area, in the Sinos River Basin, southern Brazil

This research aimed to evaluate the air quality, by determining the concentrations of PM2.5-10, PM2.5 and the metallic elements Al, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn and Hg in the leaf part of ryegrass (Lolium multiflorum) in an area close to Schmidt Stream, at the lower section of Sinos River Basin (SRB), in a research campaign of six months, from October 2013 to March 2014. The particles collected in the PM sampling were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) combined with Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDS), in order to study their morphology and chemical composition. The mean concentration of PM2.5-10 was 9.1 µg m3, with a range of 2.2 µg m3 to 15.4 µg m3 and the mean concentration of PM2.5was 4.7 µg m3, with a range of 1.9 µg m3 to 8.2 µg m3. Concentrations of metallic elements, especially Pb, Cr and Zn, were classified as Class 4 (very high pollution levels), according to the classification proposed by Klumpp et al. (2004). Chemical and morphological analysis of PM revealed the presence of particles of biological origin, soot (Cr, Fe, Ni, Zn, Cd, Hg and Pb), salts (KCl) and soil resuspension (Al and Si). The integrated study methodology, employing environmental variables, such as PM and ryegrass, can be of help in the preparation of wide-ranging environmental diagnoses, in addition providing information needed to develop precautionary measures designed to minimize the effects of atmospheric pollution that takes into consideration the environments supportive capacity and environmental quality.

Resumo O objetivo desta pesquisa foi avaliar a qualidade do ar, por meio da determinação das concentrações do MP2,5-10, MP2,5 e dos elementos metálicos Al, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn e Hg na folha do azevém (Lolium multiflorum) em uma área próxima ao Arroio Schmidt, no trecho inferior da Bacia do Rio dos Sinos (BRS), em uma campanha de seis meses de pesquisa, de outubro de 2013 a março de 2014. As partículas coletadas na amostragem do MP foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), combinada com Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios X (EDS), a fim de estudar sua morfologia e composição química. As concentrações médias de MP2,5-10 e MP2,5 foram de 9,1 µg m3 e 4,7 µg m3, respectivamente. As concentrações médias dos elementos metálicos Pb, Cr e Zn na parte foliar do azevém foram de 13,58 mg kg1, 5,26 mg kg1 e 88,80 mg kg1, respectivamente, caracterizando a área como Classe 4 (nível muito elevado de poluição), conforme classificação proposta por Klumpp et al. (2004). A caracterização química e morfológica das partículas coletadas revelou a presença de fuligem (Cr, Fe, Ni, Zn, Cd, Hg e Pb), materiais biológicos, cristais salinos (KCl) e partículas ressuspensas de poeira do solo (Al e Si). Estudos integrados empregando variáveis ambientais como o MP e o biomonitoramento com azevém podem auxiliar na elaboração de diagnósticos ambientais robustos, além de fornecer informações para o desenvolvimento de medidas de precaução que considerem a capacidade de suporte do meio ambiente e que visem à minimização dos efeitos prejudiciais da poluição atmosférica.