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Bioindicadores O BIOMONITORAMENTO, ou monitoramento biológico, pode ser definido como o uso sistemático de respostas biológicas para avaliar mudanças ambientais com o objetivo de utilizar esta informação em um programa de controle de qualidade. Estas mudanças normalmente estão associadas a fontes antropogênicas. Indicadores de qualidade ambiental Físicos Químicos Biológicos BIOINDICADORES Espécies animais ou vegetais que indicam precocemente a existência de modificações bióticas (orgânicas) e abióticas (físico/químicas) de um ambiente. O que são bioindicadores? Por que usar bioindicadores? 1) Eles fornecem sinais rápidos sobre problemas ambientais, mesmo antes do homem saber sua ocorrência e amplitude; 2) Permitem que se identifiquem as causas e os efeitos entre os agentes estressores e as respostas biológicas; 3) Oferecem um panorama da resposta integrada dos organismos e modificações ambientais; 4) Permitem avaliar a efetividade de ações mitigadoras tomadas para contornar os problemas criados pelo homem. Ordem sequencial de respostas a poluentes dentro de um sistema biológico Atributos bioindicadores mensuráveis em cada nível de abordagem Bioindicadores para avaliar degradação ambiental CONDIÇÃO ORIGINAL PARÂMETRO ALTERADO MODIFICAÇÃO AMBIENTAL MODIFICAÇÃO AMBIENTAL MODIFICAÇÃO AMBIENTAL Tipos de Biondicadores: • sentinelas: introduzidas para indicar níveis de degradação e prever ameaças ao ecossistema; • detectoras: são espécies locais que respondem a mudanças ambientais de forma mensurável; • exploradoras: reagem positivamente a perturbações; • acumuladoras: permitem a verificação de bioacumulação; • bio-ensaio: usados na experimentação; • sensíveis: modificam acentuadamente o comportamento. Características de bons bioindicadores: Sensíveis a pequenas mudanças ambientais; Abundância; Identificação fácil e rápida; Bem conhecidos (biologia e ecologia); Pouca mobilidade. Os bioindicadores mais utilizados são aqueles capazes de diferenciar entre oscilações naturais (p.ex. ciclos sazonais de chuva e seca) e estresses antrópicos. Microrganismos bioindicadores Encontrados em todos os ambientes. Encontrados em grandes quantidades. Fácil amostragem. Respondem rapidamente a mudanças no ambiente. Alguns apresentam exigências específicas, que afetam sua presença ou abundância em determinado ambiente. O biomonitoramento pode ser feito para todos os compartimentos dos ecossistemas • Solo: organismos terrestres (minhocas) • Ar: plantas (musgos), liquens e abelhas • Água: organismos aquáticos (Daphnia sp) Vantagens: Abundância, tempo de geração curto Sensíveis a pequenas alterações na cadeia trófica Facilmente mantidos em laboratório Método eficiente, simples, rápido e de baixo custo Aplicação em estações de tratamento de esgoto, mede a eficiência do processo Conservação de nascentes e recuperação de ambientes degradados. Bioindicadores da qualidade da água • Protozoários ciliados • Fauna Bentônica Vantagens: - Sensíveis as alterações ambientais - Organismos indicadores de poluição - Resposta in situ, não é necessário realizar analise em laboratório Bioindicadores da qualidade da água Fauna Bentônica -Abundância em todos os sistemas aquáticos -Capacidade de locomoção limitada ou nula -Ciclo de vida longo -Ampla tolerância à uma variedade de condições Bioindicadores da qualidade da água Bioindicadores de qualidade do ar Por que monitorar? Os bioindicadores têm sido usados para apontar a probabilidade de um agente estressor (contaminante) causar efeito adverso no ambiente e nas populações. Agentes Poluentes: - Gases emanados de indústrias - Fumaça de chaminés domésticas - Gases de veículos automotivos - Gases vulcânicos Indicadores químicos de qualidade do ar Padrões de qualidade do ar estabelecidos pela Resolução CONAMA 03/90, para os sete seguintes indicadores: Bioindicadores de qualidade do ar Leveduras: Por que é utilizada? - Simples, rápido e baixo custo. - As leveduras do gênero Sporobolomycetes são sensíveis ao dióxido de enxofre e dióxido de carbono (poluição do ar). A presença delas em folhas de Ipê amarelo ou roxo se dá em áreas com menores índices de poluição do ar. Bioindicadores de qualidade do ar Líquens e musgos: - São sensíveis à poluição do ar, principalmente a dióxido de enxofre, fluoretos e ozônio. - A morfologia não varia com as estações, permitindo que a acumulação decorra todo o ano. - Longevidade considerável - permite que sejam utilizados como integradores a longo prazo da deposição atmosférica. - Grande concentração dessas plantas num tronco de árvore exposto à poluição aérea é um indicativo de que nesse local o nível de poluição do ar está baixo e a qualidade do ar está adequada para as plantas e ser humano. Bioindicadores de qualidade do ar Bioindicadores de qualidade do ar Durante as viagens para coleta de água, néctar e pólen das flores, as abelhas são impregnadas por microrganismos e substâncias químicas e partículas suspensas presentes na atmosfera que podem ficar aderidos ao seu corpo ou ser ingeridos pelas mesmas, podendo servir de indicador da qualidade do ar. • Abelhas (estudo com Apis Mellifera) Bioindicadores de qualidade do solo Qualidade do solo seria sua capacidade de funcionar dentro dos limites dos ecossistemas para: - Sustentar a produtividade biológica; - Manter a qualidade da água e do ar; - Promover a saúde humana, de plantas e de animais. Bioindicadores de qualidade do solo Bactérias e fungos Permitem verificar a qualidade do solo, pois englobam atributos físicos, químicos e biológicos que são necessários. O que é analisado? - Biomassa microbiana - Atividade microbiana ou estado metabólico (determinação de C e N) - Atividade enzimática Importância: - São responsáveis pelo processo de formação do solo, decomposição de resíduos orgânicos, ciclagem de nutrientes, na biorremediação de poluentes e agrotóxicos. - Uma alta diversidade microbiana garante a estabilidade do ecossistema, contra os estresses ambientais ou causados pelo homem. Bioindicadores de qualidade do solo Organismos edáficos como indicadores da qualidade ambiental Fauna edáfica atua na decomposição e mineralização da matéria orgânica e nos atributos físicos, químicos e biológicos do solo. Organismos edáficos utilizados como bioindicadores: cupins (Isóptera), tatuzinhos (Isopoda), aranhas (Arachnida), centopéias (Chilopoda), piolhos-de-cobra (Diplopoda), minhocas (Oligochaeta), moluscos (Mollusca) algumas formigas (Hymenoptera), entre outros com menor frequência. Minhoca - Eisenia andrei Bioacumulam substâncias química (ex.: hexaclorobenzeno) a partir do solo, podendo ser úteis como indicadores de poluição do solo por agentes nocivos. BIOTESTES Aplicações Aplicações Monitoramento ecotoxicológico Contaminação dos lenções freáticos Avaliação da toxicidade em águas contaminadas Monitoramento de efluentes Avaliação da periculosidade de substâncias químicas EFEITO Teste com Algas Inibição do crescimento e da fluorescência de Scenedesmus subspicatus Algaverde de água doce Avaliação da reprodução das algas por contagem celular e medida de fluorescência Teste com fotobactérias Inibição da luminescência de Vibrio fischeri Bactéria marinha luminescente, anaeróbia facultativa Emite luz em condições ambientais favoráveis Ensaio rápido, de fácil execução (ações emergênciais - resposta rápida) Permite avaliação de amostras de água doce ou salina Teste de toxicidade aguda e crônica com Daphnia magna – microcrustáceo de água doce Inibição da capacidade natatória de Daphnia magna Descendentes são genéticamente idênticos (reprodução assexuada) Cultura e manipulação: fácil e de baixo custo Sensível a ampla gama de agentes nocivos Curto ciclo de vida e de reprodução Grande quantidade de informações sobre o modelo Testes de toxicidade com peixes Teste de toxicidade aguda letal sobre Danio rerio – “zebrafish” • Disponível comercialmente • Facilidade de cultivo • Suporta grandes variações de temperatura, pH • Sensibilidade satisfatória a ampla gama de substâncias • Grande quantidade de estudos
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