Bioacumulação de metais em áreas úmidas costeiras : interações entre sedimento, água e vegetação

Orientador: Prof. Dr. Andre Andrian Padial

Coorientador(a): Prof(a). Dr(a). Alessandra Larissa D’Oliveira Fonseca

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Botânica. Defesa : Curitiba, 06/05/2025

Inclui referências

Área de concentração: Botânica

Resumo: Áreas úmidas marinhas agem como filtros naturais de poluentes provenientes de diversas fontes: oceânicas, terrestres e atmosféricas. Metais pesados provenientes de efluentes de áreas urbanas, assim como resíduos de combustíveis e óleos lubrificantes, podem contribuir para a contaminação dos ecossistemas nessas regiões. A Lagoa da Conceição é uma laguna em Florianópolis, SC, destino de turistas do mundo todo, principalmente em meses de verão, quando a população dobra em tamanho, assim como seus resíduos. A coleta e o tratamento de efluentes domésticos não acompanha o crescimento da região, o que contribui para a queda na qualidade da água do ambiente, que é procurado para a pesca, prática de esportes náuticos, passeios de barco e gastronomia dos restaurantes locais. A situação do corpo hídrico se agravou com o rompimento de uma Lagoa de Evapoinfiltração de Esgotos (LEI), que armazena efluente tratado de uma Estação de Tratamento de Esgotos, cujas substâncias como nutrientes e metais pesados não são removidas pelo tratamento convencional. A barragem da LEI se rompeu em um evento de chuva extrema em 2021, extravasando seu conteúdo de 500.000m³ de efluente para dentro da Lagoa da Conceição, causando estragos materiais e desequilíbrio ecológico na região. Devido à falta de informações a respeito do impacto deste acidente quanto à concentração de metais pesados no ambiente e os riscos associados, este trabalho teve como objetivo avaliar a contaminação a longo prazo, 2 anos após o evento, verificando o teor de metais pesados (Al, As, Cd, Cu, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb e Zn) na água superficial, no sedimento e na vegetação do entorno da Lagoa da Conceição. Avaliou se também parâmetros de estado trófico da água (N, P), relacionados à contaminação por esgotos. Os resultados indicam uma contaminação sistêmica no local, provenientes de diversas fontes, como tintas antifouling de embarcações, resíduos liberados em marinas e lançamento irregular de efluentes no corpo d’água. Áreas de menor circulação de água e mais urbanizadas foram mais significativas para a contaminação do que o epicentro do acidente dois anos após o ocorrido. O teor de nutrientes esteve dentro dos limites propostos pela legislação brasileira. A vegetação mostrou importante potencial de fitorremediação, reduzindo teores de metais pesados na água superficial. A espécie Halodule wrightii foi destaque como acumuladora de metais, seguida da espécie Panicum racemosum, que também apresentou alto fator de bioconcentração. Fimbristylis cymosa, se mostrou bastante bioacumuladora, sendo uma novidade no campo da fitorremediação, uma vez que também apresenta grande produção de biomassa. Entre as espécies analisadas, Scirpus sp. demonstrou tolerância ao mercúrio. As análises estatísticas (PERMANOVA, PCA e GAM) mostraram que a variação da concentração de metais nas plantas foi mais significativa devido à fatores ambientais. A biomassa produzida se mostrou como um fator determinante na escolha de espécies para a fitorremediação. A bioacumulação é influenciada por múltiplas variáveis, sendo condições abióticas e espécie-específicas mais importantes do que a distância do epicentro do acidente, neste contexto

Abstract: Marine wetlands act as natural filters for pollutants from various sources, including oceanic, terrestrial, and atmospheric inputs. Heavy metals from urban wastewater, as well as residues from fuels and lubricating oils, can contribute to ecosystem contamination in these regions. Lagoa da Conceição is a coastal lagoon in Florianópolis, SC, a popular tourist destination, especially during the summer months when the population doubles, along with waste production. The collection and treatment of domestic wastewater have not kept pace with the region's growth, leading to a decline in water quality in an environment sought after for fishing, water sports, boat tours, and local gastronomy. The situation worsened following the rupture of an Evaporation-Infiltration Lagoon (LEI), which stores treated effluent from a Sewage Treatment Plant. Conventional treatment does not remove substances such as nutrients and heavy metals. The LEI dam broke during an extreme rainfall event in 2021, releasing 500,000 m³ of effluent into Lagoa da Conceição, causing material damage and ecological imbalance in the region. Due to the lack of information regarding the impact of this accident on heavy metal concentrations in the environment and associated risks, this study aimed to assess long-term contamination, two years after the event. It evaluated the contribution of the accident to heavy metal levels (Al, As, Cd, Cu, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, and Zn) in surface water, sediment, and surrounding vegetation of Lagoa da Conceição. The results indicate systemic contamination in the area, originating from multiple sources, such as antifouling paints from boats, waste released from marinas, and the irregular discharge of effluents into the water body. Areas with lower water circulation and greater urban influence showed higher contamination levels than the accident’s epicenter. Vegetation demonstrated a significant potential for phytoremediation, reducing heavy metal concentrations in surface water. The species Halodule wrightii stood out as a metal accumulator, followed by Panicum racemosum, which also exhibited a high bioconcentration factor. Fimbristylis cymosa proved to be a strong bioaccumulator, representing a novelty in the field of bioremediation. Among the analyzed species, Scirpus sp. demonstrated tolerance to mercury. Statistical analyses (PERMANOVA, PCA, and GAM) showed that metal concentrations in plants varied primarily due to environmental factors. Bioaccumulation is influenced by multiple variables, with the distance from the accident’s epicenter not being a determining factor in this context