UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA ANIMAL Fitoplâncton das Albufeiras do Divor, Monte Novo e Pêgo do Altar: contribuição para o estudo da qualidade da água Vera Lúcia dos Reis Viegas Mestrado em Biologia Humana e Ambiente 2010 1 UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA ANIMAL Fitoplâncton das Albufeiras do Divor, Monte Novo e Pêgo do Altar: contribuição para o estudo da qualidade da água Vera Lúcia dos Reis Viegas Tese submetida à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Biologia Humana e Ambiente Trabalho realizado no Instituto Português de Investigação de Pescas e do Mar e no Instituto Oceanográfico, sob orientação de: Na instituição que confere o grau – Professora Doutora Vanda Brotas Na instituição de acolhimento – Dra. Maria Teresa Pereira Coutinho Mestrado em Biologia Humana e Ambiente 2010 2 AGRADECIMENTOS AGRADECIMENTOS A presente dissertação não teria sido possível sem a colaboração, incentivo e amizade de várias pessoas, a quem desejo expressar o meu reconhecimento: À Professora Doutora Vanda Brotas e à Doutora Maria Teresa Coutinho, por terem aceite a tarefa de orientar este trabalho, transmitindo conhecimentos imprescindíveis e pela amizade demonstrada. À Doutora Rosário Oliveira, um especial agradecimento por todo o conhecimento, dedicação e amizade que me facultou. À Professora Doutora Deodália Dias, por me ter apoiado e incentivado na escolha da minha tese. Ao António Manuel, pela ajuda imprescindível nos dias de trabalho de campo. À minha colega e amiga Eva Rolo, por todo o apoio e amizade. Aos meus amigos, Inês Mestre, André Vinhas, Danilo, Hélio Dolores, Ricardo Balhana e Rita Ferreira, por todo o incentivo e amizade. Aos meus pais, irmão e cunhada, pelo apoio incondicional e por terem estado presentes nos momentos mais difíceis. A todos um muito obrigada! I RESUMO RESUMO Com o aumento da população humana a utilização da água doce aumenta. segundo uma curva exponencial. Devido a este facto, a água doce representa um recurso limitado. Ao longo dos anos, devido à utilização de pesticídas e adubos na exploração agro-pecuária e aos efluentes domésticos e industriais, as massas de água têm vindo a receber uma carga excessiva de material sólido, de matéria orgânica e de nutrientes, em particular, de azoto e fósforo que conduzem ao processo de eutrofização com progressiva deterioração da qualidade da água. Deste modo, é essencial preservar a qualidade das massas de água, através da sua monitorização. A classificação do “estado ecológico” é efectuada com recurso a indicadores de qualidade hidromorfológica, físico-química e biológica. O fitoplâncton é um dos indicadores de qualidade biológica utilizado na classificação do estado ecológico dos Lagos e massas de água fortemente modificados – Albufeiras. Segundo a Directiva Quadro da Água, a avaliação da qualidade ecológica deve ser feita com base no estudo da comunidade fitoplanctónica, nomeadamente no que refere a biomassa, a composição e abundância e a intensidade e frequência de florescências fitoplanctónicas (blooms). Este trabalho contemplou o estudo da comunidade de fitoplâncton em três albufeiras do Alentejo, Divor, Monte Novo e Pêgo do Altar, através da sua análise qualitativa e quantitativa, de modo a contribuir para uma avaliação da qualidade das suas massas de água. Pretendeu-se ainda estabelecer uma comparação entre os resultados obtidos neste trabalho e os de estudos efectuados pelo IPIMAR nestas mesmas albufeiras. Os resultados revelaram que as Cyanobacteria foram o grupo dominante no fitoplâncton das três albufeiras estudadas. A comparação com resultados de estudos anteriores revela que os grupos das Cyanobacteria e das Chlorophyceae, continuam a ser os mais representativos do fitoplâncton, nestas albufeiras. Verificou-se ainda a ocorrência de espécies de Cyanobacteria potencialmente tóxicas, em duas das albufeiras: no Divor observou-se a presença de Microcystis aeruginosa e no Pêgo do Altar, um "bloom" de Aphanizomenon flos-aquae. Em todas as albufeiras se registaram espécies que não tinham sido observadas anteriormente, pertencendo na sua grande maioria às Chlorophyceae. II RESUMO Com base nos valores de biomassa e Disco de Secchi encontrados poder-se-á classificar o Divor e o Pêgo do Altar como sistemas eutróficos e o Monte Novo no limite superior de Mesotrofia. Palavras-chave: Fitoplâncton, Indicadores de qualidade ecológica, Estado Ecológico, Albufeiras, Eutrofização. III ABSTRACT ABSTRACT As the human population increases the consumption of fresh water increases, present an exponential curve. Therefore, fresh water is a limited resource. Because of the use of pesticides and fertilizers throughout the years in farming together with domestic and industrial wastes, the water masses have been polluted with an excess of nutrients, solid matter and organic compounds. These phenomena lead to the deterioration of the water quality resulting in an excessive accumulation of nutrients, particularly nitrogen and phosphorus which are essential for eutrophication. Consequently, it is essential to monitor the quality of water in order to preserve it. The classification of the ecological status is done taking into account hydromorphological, physicochemical and biological indicators of quality. Phytoplankton is one of the biological quality indicators, that is used when classifying the ecological status of water masses from lakes and from strongly modified water bodies – reservoirs. The Water Framework Directive establishes three attributes for the evaluation of the ecological quality of the phytoplanktonic communities: the phytoplanktonic biomass, the composition and abundance of phytoplankton and the intensity and frequency of the florescence emitted by the phytoplankton (blooms). This work will consist in the investigation of the water quality of three reservoirs (Divor, Monte Novo e Pego do Altar) using quantitative and qualitative analyses of phytoplankton. A second aim will consist in establishing a correlation between the obtained results and the results of other studies performed in the same reservoirs by IPIMAR. The results show that Cyanobacteria constitute the dominant group of the phytoplankton of the three studied reservoirs. Previous studies also show that the Cyanobacteria and Chlorophyceae are the most prevalent groups in the same reservoirs, supporting the data obtained in this study. It was also possible to observe that potentially toxic species of cyanobacteria were present in two reservoirs: Microcystis aeruginosa was detected in Divor and a bloom of Aphanizomenon flos-aquae in Pêgo do Altar. There were also detected species that have not been previously observed and they mainly belonged to the Chlorophyceae family. IV ABSTRACT Based on the biomass values and Secchi disks, Divor and Pêgo do Altar can be classified as eutrophic systems whereas Monto Novo is on the verge mesotrophism. Keywords: Phytoplankton, Ecological quality indicators, Ecological Status, Reservoirs, Eutrophication. V Lista de abreviaturas e simbolos LISTA DE ABREVIATURAS E SIMBOLOS % percentagem < menor µg/L microgramas por litro µm micrometros C18 Carbono 18 Cél/L Células por litro Chl a Clorofila a Chl b Clorofila b Chl c Clorofila c cm centimetros cm3 centimetros cúbicos DQA Directiva Quadro da água et al. et alii (e outros) Ex. exemplo H’ Índice de Shannon HPLC Cromatografia Líquida de Alta Eficiência J’ Equitabilidade L litros M Molar m metros m3 metros cúbicos Min minutos mm milimetros VI Lista de abreviaturas e simbolos ml mililitro nm nanometros Ø diâmetro ºC Graus Celsius OCDE Organização para a Cooperaçao e Desenvolvimento Económico r.p.m Rotações por minuto S Riqueza específica v volume VII ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1 - Clorofila a e seus produtos de degradação...................................................... 5 Figura 1.2 - Eutrofização natural versus eutrofização cultural............................................ 10 Figura 1.3 – Processo de estratificação ao longo das estações do ano................................ 13 Figura 3.1 - Localização geográfica das Albufeiras em estudo........................................... 24 Figura 3.2 - Albufeira do Divor........................................................................................... 25 Figura 3.3 - Albufeira de Monte Novo................................................................................ 26 Figura 3.4 - Albufeira do Pêgo do Altar.............................................................................. 27 Figura 3.5 - Médias anuais de a) Insolação; b) Precipitação total; c) Temperatura, em Portugal (Agência Portuguesa do Ambiente)...................................................................... 28 Figura 4.1 - Local de amostragem (pontos vermelhos) nas três albufeiras de estudo (Divor, Monte Novo e Pêgo do Altar)................................................................................. 31 Figura 4.2 - Imagem de uma garrafa de Van Dorn.............................................................. 32 Figura 4.3 - Imagem de demonstração de uma recolha de água com a garrafa de Van Dorn..................................................................................................................................... 32 Figura 4.4 - Rede de arrasto para o fitoplâncton................................................................. 32 Figura 4.5 - Observação da transparência da água através do Disco de Secchi.................. 33 Figura 4.6 - Câmaras de sedimentação de Utermöhl........................................................... 34 Figura 4.7 - Rampa de Filtração.......................................................................................... 37 Figura 5.1 – Variação da temperatura, na Albufeira do Divor, em Outubro de 2009......... 41 Figura 5.2 – a) Representação da distribuição do fitoplâncton total e grupos algológicos; b) espécies mais abundantes, ao longo da coluna de àgua, na Albufeira do Divor............. 43 Figura 5.3 - Diversidade específica (S), Índice de Shannon (H’) e Equitabilidade (J’) para as albufeiras em estudo................................................................................................ 48 Figura 5.4 – Variação da temperatura na Albufeira de Monte Novo, em Outubro de 2009..................................................................................................................................... 49 VIII
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