Effects of copper in sediments on benthic macroinvertebrate communities in tropical reservoirs

• Autores: Frederico Guilherme de Souza Beghelli, Marcelo Pompêo, André Henrique Rosa, Viviane Moschini Carlos
• Localización: Limnetica, ISSN 0213-8409, Vol. 35, Nº. 1, 2016, págs. 103-116
• Idioma: inglés
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    Copper (Cu) is an essential trace element but can be toxic to biota when present above a certain threshold concentration.

    There are many anthropogenic sources of copper, which can accumulate in sediments. Benthic macroinvertebrates (BMI) are organisms that inhabit the sediments, so they can be good indicators of sediment toxicity. The objective of this work was to test BMI community responses to a range of Cu concentrations in sediments. For this purpose, we used mouthpart alterations and bioaccumulation as endpoints. Sediment samples were collected, and in situ analyses of water variables were conducted at nine sampling points distributed along three interconnected reservoirs of the Cantareira System in Sao Paulo State, Brazil. Copper concentrations were determined in the sediments, chironomid larvae and oligochaetes. The resultsindicated that contamination of the sediments collected from the Paiva Castro reservoir was sufficient to cause Cu bioaccumulation in larval Chironomidae.

    No bioaccumulation was observed in oligochaetes or in any of the organisms from control locations. A linear model, rather than the logistic model generally considered in dose-response assays, best fitted the observed mouthpart alterations and Cu concentrations. Extrapolation of the model indicated that a Cu concentration of 58.60 mg/Kg, instead of the proposed PEL value of 108 mg/Kg, would be sufficient to cause observable alterations in 50% of the Chironomidae larvae. Moreover, our results showed that Cu levels higher than 13 mg/Kg can cause adverse effects in BMI communities and that the levels found in the Paiva Castro reservoir (15.19-41.18 mg/Kg) were sufficient for bioaccumulation in chironomids.

  • português

    O Cu é um elemento traço essencial que pode tornar-se tóxico para a biota quanto ocorre em concentrações acima de determinados valores. Há diferentes fontes antrópicas deste metal que acaba por se acumular nos sedimentos. Os macroinvertebrados bentônicos (BMI) são organismos que vivem nos sedimentos e são considerados bons bioindicadores.

    Para tanto, alterações em peças bucais, consideradas neste estudo como qualquer alteração observável, e bioacumulação, foram as respostas biológicas analisadas. Amostras da água e dos sedimentos foram coletadas em nove pontos amostrais distribuídos ao longo de três reservatórios do Sistema Cantareira, São Paulo, SP, Brasil. As concentrações de Cu nos sedimentos, larvas de Chironomidae e Oligochaeta foram determinadas. Os resultados indicam que os sedimentos do reservatório Paiva Castro estão contaminados por Cu em concentrações suficientes para provocar bioacumulação em larvas de Chironomidae. Não foi observada bioacumulação em Oligochaeta ou nas amostras controle. Foi obtido um modelo linear ao invés do modelo logístico, geralmente utilizado em ensaios de dose-resposta, relacionando as alterações em peças bucais com as concentrações de Cu nos sedimentos. A extrapolação do modelo indica que concentrações da ordem de 58.60 mg/Kg, valor bem inferior ao proposto para PEL de 108 mg/Kg, já seriam suficientes para provocar efeitos observáveis em 50% das larvas. Ademais, nossos resultados demonstram que níveis de Cu acima de 13 mg/Kg podem ocasionar efeitos adversos sobre a comunidade BMI e que, além disso, as concentrações registradas no Paiva Castro (15.19-41.18 mg/Kg) já são suficientes para resultar em bioacumulação em quironomídeos.