Evaluation of environmental degradation by means of sediment toxicity tests and histopathological tests on fish

As cidades e as atividades industriais e agrícolas geram uma infinidade de substâncias, muitas vezes desconhecidas, que quando lançadas nos corpos de água receptores podem por em risco a biota local e até mesmo a saúde humana. O presente trabalho avaliou o estado de degradação ambiental nas bacias dos rios Piracicaba, Mogi Guaçu (ambas no estado de São Paulo) e Tibagi (estado do Paraná), tendo como ferramentas os testes de toxicidade de sedimentos com peixes, em laboratório e in situ, análises histopatológicas dos animais expostos e análises físicas e químicas da água e do sedimento. Foram realizadas, ainda, análises das alterações histológicas em peixes expostos ao efluente final de indústria de papel e celulose, atividade presente nas três bacias estudadas. Os organismos-teste selecionados foram a espécie nativa de peixe Serrapinnus notomelas (Characiformes, Characidae) e a espécie padronizada, exótica, Danio rerio (Cypriniformes, Cyprinidae). As preparações histológicas foram realizadas com os peixes inteiros, possibilitando a análise dos órgãos-alvo brânquias, rim e fígado, em um mesmo corte. Nenhum organismo morreu após 96 horas de exposição às amostras de sedimento. No entanto, as análises histológicas revelaram alterações importantes, as quais foram sistematizadas para o cálculo do Índice de Alterações Histológicas (IAH) e do Valor Médio de Alterações (VMA), por órgão e por espécie, para cada localidade estudada. Os sedimentos provenientes das localidades de Sumaré (rio Atibaia) e de Piracicaba (rio Piracicaba) foram os mais tóxicos a ambas as espécies, de acordo com os índices calculados, seguidos pelos sedimentos de Campinas (rio Atibaia), Limeira (rio Jaguari) e Americana (rio Piracicaba). Os sedimentos da bacia do rio Mogi Guaçu foram menos tóxicos, mas aqueles provenientes das localidades Mogi Guaçu e Luiz Antônio (ambos a jusante de indústrias de papel e celulose) provocaram alterações renais e hepáticas significativas em D. rerio. Apesar de terem sido observadas alterações importantes nos peixes de ambas as espécies, expostas aos sedimentos da bacia do rio Tibagi, estas não foram tão intensas e freqüentes como aquelas observadas nos peixes expostos aos sedimentos das localidades das outras bacias hidrográficas. As análises físicas e químicas comprovaram a crítica situação de degradação do ambiente aquático na bacia do rio Piracicaba e alertam para os cuidados que deverão ser tomados com relação a esta e às bacias dos rios Mogi-Guaçu e Tibagi, cujos recursos estão sendo cada dia mais explorados. As graves alterações observadas nas brânquias, rim e fígado dos peixes expostos ao efluente de indústria de papel e celulose indicaram que o monitoramento da toxicidade desse tipo de efluente deve ser realizado por ferramentas mais sensíveis, tais como as análises histopatológicas em peixes.Urban and industrial activities generate a large number of substances, frequently unknown, that if discharged into water body receptors can put at risk the whole aquatic biota, as well as human health. The present work evaluated the state of environmental degradation in the basins of rivers Piracicaba, Mogi Guaçu (both in São Paulo state) and Tibagi (Paraná state), using as tools the toxicity tests with sediments and fishes as test-organisms, for both laboratory and in situ evaluations, together with histopathological analyses of exposed animals and chemical and physical analysis of sediments and water. Also, histological alterations in fishes exposed to the final pulp-mill effluent were analyzed. The species selected as test-organisms were the native species of fish Serrapinnus notomelas (Characiformes, Characidae) and the standard exotic species Danio rerio (Cypriniformes, Cyprinidae). Hystological preparations were performed with whole fish specimens, what allowed the analysis of the target-organs: gills, kidney and liver in the same section. No fish mortality was found after 96 hours exposition to the sediment samples. Nevertheless histological analyses revealed important alterations, which were used to calculate the histological alteration index (IAH) and the mean value of alterations (VMA), for each organ and species, in each locality evaluated. Sediments coming from Sumaré (Atibaia river) and Piracicaba (Piracicaba river) were the most toxic to both species, according to the calculated index, followed by the sediments from Campinas (Atibaia river), Limeira (Jaguari river) and Americana (Piracicaba river). The sediments of Mogi Guaçu riber basin had a lower toxicity, but those coming from Mogi Guaçu and Luiz Antônio (both localities placed downstream pulp-mill plants) have caused significant alterations in kidney and liver of D. rerio. Although important alterations were found for both species of fish exposed to the sediments from Tibagi river basin, these were not as intense and frequent as those observed in the fishes exposed to the sediment from the other localities studied. Physical and chemical analysis corroborated the critical degree of environmental degradation of Piracicaba river basin and must be considered as an early warning for the measures that must be taken in relation to this and also to Mogi-Guaçu and Tibagi basins, where resources are increasingly being overexploited. The severe damage found in gills, kidney and liver of fishes exposed to the pulp-mill effluent suggest that monitoring this type of effluent must include a high sensibility tool, as the histopatological analysis on fish