Lista 4

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UNIVERSIDADE DE FRANCA
FACULDADE DE ENGENHARIA AMBIENTAL
SABRINA TAVARES DOS SANTOS
LISTA DE EXERCÍCIOS
Ecotoxicologia Aquática I
FRANCA
2021
1. Diferencie critérios e padrões de qualidade de água e cite exemplos.
A água contém, geralmente, diversos componentes, os quais provêm do próprio ambiente natural ou foram introduzidos a partir de atividades humanas.
Para caracterizar uma água, são determinados diversos parâmetros, os quais representam as suas características físicas, químicas e biológicas. Esses parâmetros são indicadores da qualidade da água e constituem impurezas quando alcançam valores superiores aos estabelecidos para determinado uso. Os principais indicadores de qualidade da água são discutidos a seguir, separados sob os aspectos físicos, químicos e biológicos.
Parâmetros Físicos
a) Temperatura: medida da intensidade de calor; é um parâmetro importante, pois, influi em algumas propriedades da água (densidade, viscosidade, oxigênio dissolvido), com reflexos sobre a vida aquática.
b) Sabor e odor: resultam de causas naturais (algas; vegetação em decomposição; bactérias; fungos; compostos orgânicos, tais como gás sulfídrico, sulfatos) e artificiais (esgotos domésticos e industriais). O padrão de potabilidade: água completamente inodora.
c) Cor: resulta da existência, na água, de substâncias em solução; pode ser causada pelo ferro ou manganês, pela decomposição da matéria orgânica da água (principalmente vegetais), pelas algas ou pela introdução de esgotos industriais e domésticos. Padrão de potabilidade: intensidade de cor inferior a 5 unidades.
d) Turbidez: presença de matéria em suspensão na água, como argila, silte, substâncias orgânicas finamente divididas, organismos microscópicos e outras partículas. O padrão de potabilidade: turbidez inferior a 1 unidade.
e) Sólidos: resíduo que permanece num filtro de asbesto após filtragem da amostra. 
f) Condutividade Elétrica: capacidade que a água possui de conduzir corrente elétrica. Quanto maior for a quantidade de íons dissolvidos, maior será a condutividade elétrica na água.
Parâmetros Químicos
a) pH: representa o equilíbrio entre íons H+ e íons OH; varia de 7 a 14; indica se uma água é ácida (pH inferior a 7), neutra (pH igual a 7) ou alcalina (pH maior do que 7; é recomendável a faixa de 6 a 9.
b) Alcalinidade: causada por sais alcalinos, principalmente de sódio e cálcio; mede a capacidade da água de neutralizar os ácidos; em teores elevados, pode proporcionar sabor desagradável à água.
c) Dureza: resulta da presença, principalmente, de sais alcalinos terrosos (cálcio e magnésio), ou de outros metais bivalentes.
d) Cloretos: Os cloretos, geralmente, provêm da dissolução de minerais ou da intrusão de águas do mar; conferem sabor salgado à água ou propriedades laxativas.
e) Ferro e manganês: podem originar-se da dissolução de compostos do solo ou de despejos industriais; causam coloração avermelhada à água, no caso do ferro, ou marrom, no caso do manganês, manchando roupas e outros produtos industrializados; conferem sabor metálico à água; as águas ferruginosas favorecem o desenvolvimento das ferrobactérias, que causam maus odores e coloração à água e obstruem as canalizações.
f) Nitrogênio: em excesso, pode ocasionar um exagerado desenvolvimento dos organismos aquáticos, como algas, fenômeno chamado de eutrofização; o nitrato, na água, pode causar a metemoglobinemia; a amônia é tóxica aos peixes; são causas do aumento do nitrogênio na água: esgotos domésticos e industriais, fertilizantes, excrementos de animais.
g) Fósforo: essencial para o crescimento de algas, mas, em excesso, causa a eutrofização; suas principais fontes são: dissolução de compostos do solo; decomposição da matéria orgânica, esgotos domésticos e industriais; fertilizantes; detergentes; excrementos de animais.
h) Oxigênio Dissolvido (OD): é indispensável aos organismos aeróbios; a água, em condições normais, contém oxigênio dissolvido, cujo teor de saturação depende da altitude e da temperatura; águas com baixos teores de oxigênio dissolvido indicam que receberam matéria orgânica; a decomposição da matéria orgânica por bactérias aeróbias é, geralmente, acompanhada pelo consumo e redução do oxigênio dissolvido da água; dependendo da capacidade de autodepuração do manancial, o teor de oxigênio dissolvido pode alcançar valores muito baixos, ou zero, extinguindo-se os organismos aquáticos aeróbios.
i) Matéria Orgânica: a matéria orgânica da água é necessária aos seres heterótrofos, na sua nutrição, e aos autótrofos, como fonte de sais nutrientes e gás carbônico; em grandes quantidades, no entanto, podem causar alguns problemas, como: cor, odor, turbidez, consumo do oxigênio dissolvido, pelos organismos decompositores.
O consumo de oxigênio é um dos problemas mais sérios do aumento do teor de matéria orgânica, pois provoca desequilíbrios ecológicos, podendo causar a extinção dos organismos aeróbios. Geralmente, são utilizados dois indicadores do teor de matéria orgânica na água: Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e Demanda Química de Oxigênio (DQO).
j) Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) é a quantidade de oxigênio necessária à oxidação da matéria orgânica por ação de bactérias aeróbias. Representa, portanto, a quantidade de oxigênio que seria necessário fornecer às bactérias aeróbias, para consumirem a matéria orgânica presente em um líquido (água ou esgoto).
k) Demanda Química de Oxigênio (DQO): é a quantidade de oxigênio necessária à oxidação da matéria orgânica, através de um agente químico. A DQO também é determinada em laboratório, em prazo muito menor do que o teste da DBO. Para o mesmo líquido, a DQO é sempre maior que a DBO.
Parâmetros Biológicos
a) Coliformes: são indicadores de presença de microrganismos patogênicos na água; os coliformes fecais existem em grande quantidade nas fezes humanas e, quando encontrados na água, significa que a mesma recebeu esgotos domésticos, podendo conter microrganismos causadores de doenças.
b) Algas: as algas desempenham um importante papel no ambiente aquático, sendo responsáveis pela produção de grande pane do oxigênio dissolvido do meio; em grandes quantidades, como resultado do excesso de nutrientes (eutrofização), trazem alguns inconvenientes: sabor e odor; toxidez, turbidez e cor; formação de massas de matéria orgânica que, ao serem decompostas, provocam a redução do oxigênio dissolvido; corrosão; interferência nos processos de tratamento da água: aspecto estético desagradável.
Padrões de qualidade da água
Os teores máximos de impurezas permitidos na água são estabelecidos em função dos seus usos. Esses teores constituem os padrões de qualidade, os quais são fixados por entidades públicas, com o objetivo de garantir que a água a ser utilizada para um determinado fim não contenha impurezas que venham a prejudicá-lo.
O IQA foi desenvolvido para avaliar a qualidade da água bruta visando seu uso para o abastecimento público, após tratamento. Os parâmetros utilizados no cálculo do IQA são em sua maioria indicadores de contaminação causada pelo lançamento de esgotos domésticos.
A avaliação da qualidade da água obtida pelo IQA apresenta limitações, já que este índice não analisa vários parâmetros importantes para o abastecimento público, tais como substâncias tóxicas (ex: metais pesados, pesticidas, compostos orgânicos), protozoários patogênicos e substâncias que interferem nas propriedades organolépticas da água.
O IQA é composto por nove parâmetros, com seus respectivos pesos (w), que foram fixados em função da sua importância para a conformação global da qualidade da água, como podemos ver na Tabela 1.
Tabela 1 - Parâmetros de Qualidade da Água do IQA e respectivo peso.
Fonte: IQA (2020).
O IQA é obtido através de um cálculo feito por meio do produtório ponderado dos nove parâmetros, segundo a seguinte fórmula:
onde:
IQA = Índice de Qualidade das Águas. Um número entre 0 e 100;
qi = qualidade do i-ésimo parâmetro. Um número entre 0 e 100, obtido do respectivo gráfico de qualidade, em função desua concentração ou medida (resultado da análise);
wi = peso correspondente ao i-ésimo parâmetro fixado em função da sua importância para a conformação global da qualidade, isto é, um número entre 0 e 1. 
Tais valores indicam a qualidade da água e podem variar e acordo com o estado brasileiro. Na Tabela 2, apresenta-se a qualidade de acordo com os estados.
Tabela 2 - Qualidade da Água de acordo com o IQA e Estados Brasileiros.
Fonte: IQA (2020).
2. Discuta de maneira geral, como os ensaios ecotoxicológicos embasam a tomada de decisões, considerando-se as legislações pertinentes de qualidade de águas, sedimentos e efluentes, e enfatize os princípios ecotoxicológicos.
Os resultados das análises químicas, sozinhas, não retratam o impacto ambiental causado pelos poluentes porque não demonstram os efeitos sobre o ecossistema. Os sistemas biológicos têm o poder de detectar os efeitos tóxicos das substâncias. Sendo assim, os ensaios ecotoxicológicos permitem avaliar a contaminação ambiental por diversas fontes poluidoras, como: efluentes, sedimentos, produtos químicos em geral. Segundo a resolução CONAMA nº 357/2005, pode-se definir tais ensaios como “ensaios realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos aquáticos. ”
Ensaios ecotoxicológicos com organismos aquáticos fazem parte das exigências da legislação federal e estadual na avaliação da qualidade ambiental visando a preservação da vida aquática. Estes ensaios também são utilizados no controle do lançamento de efluentes industriais e de materiais dragados, tanto em ambientes marinho, estuarino ou de água doce, para assegurar a manutenção das condições e padrões de qualidade previamente estabelecidos para um determinado corpo d'água.
A Resolução CONAMA nº 454/2012 trata de material dragado e de sedimentos. A caracterização ecotoxicológica deve ser realizada, quando couber, em complementação à caracterização química, com a finalidade de avaliar os impactos potenciais à vida aquática, no local proposto para a disposição do material dragado em águas sob jurisdição nacional. No caso da disposição em solo, a caracterização descrita nesta Resolução não se aplica. Os ensaios ecotoxicológicos deverão ser realizados com amostras de sedimento integral e preferencialmente para organismos do grupo dos anfípodas. Os resultados dos testes devem ser tomados como mais uma evidência para gerenciar o material dragado. Além de verificar toda a química por traz dos sedimentos, é necessário verificar através dos testes as relações, para definir os locais onde serão dispostos, de forma que estes não causam um impacto maior em outro ambiente.
Esta resolução discute sobre a classificação do material, segundo os resultados da caracterização ecotoxicológica, onde será considerado efeito tóxico não significativo quando menor ou igual a 50% do efeito tóxico medido; e efeito tóxico significativo quando maior que 50% do efeito tóxico medido.
Na Resolução CONAMA 357/2005, que dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências.
O conjunto de parâmetros de qualidade de água selecionado para subsidiar a proposta de enquadramento deverá ser monitorado periodicamente pelo Poder Público. As possíveis interações entre as substâncias e a presença de contaminantes não listados nesta Resolução, passíveis de causar danos aos seres vivos, deverão ser investigadas utilizando-se ensaios ecotoxicológicos, toxicológicos, ou outros métodos cientificamente reconhecidos.
As águas doces são classificadas em: classe especial, classe 1, classe 2, classe 3 e classe 4. Segundo esta resolução, as águas doces de classe 1 observarão condições de qualidade de água: não verificação de efeito tóxico crônico a organismos, de acordo com os critérios estabelecidos pelo órgão ambiental competente, ou, na sua ausência, por instituições nacionais ou internacionais renomadas, comprovado pela realização de ensaio ecotoxicológico padronizado ou outro método cientificamente reconhecido.
As águas doces de classe 3 observarão condições de qualidade de água: não verificação de efeito tóxico agudo a organismos, de acordo com os critérios estabelecidos pelo órgão ambiental competente, ou, na sua ausência, por instituições nacionais ou internacionais renomadas, comprovado pela realização de ensaio ecotoxicológico padronizado ou outro método cientificamente reconhecido.
A Resolução CONAMA nº 430/2011, dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes. Esta define que o parâmetro de qualidade do efluente são substâncias ou outros indicadores representativos dos contaminantes toxicologicamente e ambientalmente relevantes do efluente; e os testes de ecotoxicidade são métodos utilizados para detectar e avaliar a capacidade de um agente tóxico provocar efeito nocivo, utilizando bioindicadores dos grandes grupos de uma cadeia ecológica.
Ainda prevê que o efluente não deverá causar ou possuir potencial para causar efeitos tóxicos aos organismos aquáticos no corpo receptor, de acordo com os critérios de ecotoxicidade estabelecidos pelo órgão ambiental competente. E que os critérios de ecotoxicidade previstos no caput deste artigo devem se basear em resultados de ensaios ecotoxicológicos aceitos pelo órgão ambiental, realizados no efluente, utilizando organismos aquáticos de pelo menos dois níveis tróficos diferentes.
Relata ainda que na ausência de critérios de ecotoxicidade estabelecidos pelo órgão ambiental para avaliar o efeito tóxico do efluente no corpo receptor, as seguintes diretrizes devem ser obedecidas:
I - para efluentes lançados em corpos receptores de água doce Classes 1 e 2, e águas salinas e salobras Classe 1, a Concentração do Efluente no Corpo Receptor-CECR deve ser menor ou igual à Concentração de Efeito Não Observado-CENO de pelo menos dois níveis tróficos, ou seja:
a) CECR deve ser menor ou igual a CENO quando for realizado teste de ecotoxicidade para medir o efeito tóxico crônico; ou
b) CECR deve ser menor ou igual ao valor da Concentração Letal Mediana (CL50) dividida por 10; ou menor ou igual a 30 dividido pelo Fator de Toxicidade (FT) quando for realizado teste de ecotoxicidade para medir o efeito tóxico agudo;
II - para efluentes lançados em corpos receptores de água doce Classe 3, e águas salinas e salobras Classe 2, a Concentração do Efluente no Corpo Receptor-CECR deve ser menor ou igual à concentração que não causa efeito agudo aos organismos aquáticos de pelo menos dois níveis tróficos, ou seja:
a) CECR deve ser menor ou igual ao valor da Concentração Letal Mediana-CL50 dividida por 3 ou menor ou igual a 100 dividido pelo Fator de Toxicidade-FT, quando for realizado teste de ecotoxicidade aguda.
3. Considerando que no Brasil a única legislação sobre qualidade de sedimentos refere-se ao material dragado para disposição em local adequado, no Estado de São Paulo a CETESB tem utilizado o guia de qualidade de sedimento canadense CCME, 1999. Quais os critérios de qualidade ecotoxicologica que embasam esse guia? Discuta considerando os parâmetros balizadores (TEL e PEL) e de exemplos de qualidades de sedimentos em corpos de águas brasileiros (pode utilizar o relatório de qualidade de águas interiores do Estado de São Paulo). Faça críticas se julgar necessário.
Dois conceitos importantes para iniciar a discussão é que: TEL significa concentração abaixo da qual raramente são esperados efeitos biológicos adversos; e PEL significa concentração acima da qual frequentemente são esperados efeitos biológicos adversos.
Neste estudo, é feita a avaliação da qualidade do sedimento, sendo que esta foi realizada em 24 pontos, 13 em rios e 11 em reservatórios, distribuídos em 8 UGRHIs com diferentes usos predominantes do solo. A análise dos resultados do monitoramento do sedimento é realizada com base em três linhas de evidência: química (concentração), ecológica (comunidade bentônica) e ecotoxicológica (Hyalellaazteca e Chironomus sancticaroli). Para avaliar a carga interna de nutrientes e a condição de eutrofização dos corpos de água é realizada a análise de fósforo total. 
As concentrações dos contaminantes orgânicos e inorgânicos foram comparadas com os limites em que há baixa (TEL) e alta (PEL) probabilidade de ocorrência de efeitos adversos à biota aquática, o que permite a classificação dos sedimentos em cinco categorias. Alguns elementos em concentrações iguais ou acima de TEL ou PEL podem ser de origem natural, podendo mesmo assim causar efeito em ensaios de laboratório e na biota local.
análise de perfis sedimentares é uma excelente ferramenta que pode auxiliar a identificar e diferenciar concentrações naturais e antrópicas. Pela análise do perfil sedimentar, em muitos casos, arsênio, níquel e crômio, em concentrações acima de TEL, ou PEL, foram considerados de origem litológica. As concentrações de cádmio, zinco e mercúrio iguais ou acima de TEL, por outro lado, são indicativas de contribuições por origem antrópica. Em todos os locais em que os metais ocorreram em concentrações acima de PEL, exceto para o crômio, suas origens foram consideradas antrópicas, assim como todos os compostos orgânicos