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Título: Monitoramento ambiental do médio rio Tocantins: elementos potencialmente tóxicos e essenciais em água, sedimentos e peixes, biomarcadores e implicações para a saúde ribeirinha
Título(s) alternativo(s): Environmental monitoring of the middle Tocantins River: potentially toxic and essential elements in water, sediments, and fish, biomarkers, and implications for the health of riverine populations.
Autor(es): Acioly, Thiago Machado da Silva
Orientador: Viana , Diego Carvalho
Membro da Banca: Sousa, Alana Lislea de
Membro da Banca: Antonio, Icaro Gomes
Membro da Banca: Amado, Lílian Lund
Membro da Banca: Oliveira, Jerusa Maria de
Data do documento: 2026-03-30
Editor: Universidade Estadual do Maranhão
Resumo: A bacia Tocantins–Araguaia é uma das maiores bacias hidrográficas da América do Sul, abrangendo os estados do Maranhão, Tocantins e Pará, e está inserida na Amazônia Legal brasileira. Apesar de drenar extensos ecossistemas de Cerrado e de floresta tropical, essa bacia tem sofrido degradação ambiental nas últimas décadas, em decorrência da expansão da agricultura, do desmatamento e da introdução de espécies não nativas. Esse cenário é particularmente relevante para as comunidades ribeirinhas do médio rio Tocantins, que dependem do rio para abastecimento de água, recreação e consumo de peixes. Nesse contexto, os peixes podem atuar como biomonitores da exposição a contaminantes em ambientes aquáticos, por integrarem processos ecológicos e representarem importante recurso alimentar e econômico. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa foi realizar o monitoramento ambiental do médio rio Tocantins por meio de uma abordagem integrada, envolvendo a análise de parâmetros físico-químicos da água, a determinação de elementos potencialmente tóxicos e essenciais em água, sedimentos e peixes, e a avaliação de biomarcadores enzimáticos em peixes nativos. As coletas foram realizadas em quatro pontos de amostragem: P1 (Beira Rio – zona urbana), P2 (povoado Bananal), P3 (povoado Embiral) e P4 (povoado Cidelândia). A tese está estruturada em cinco capítulos. O Capítulo 1 consiste em uma revisão de literatura sobre a bacia Tocantins–Araguaia e aspectos ecotoxicológicos associados à presença de contaminantes em ambientes aquáticos. O Capítulo 2 apresenta o estudo socioambiental, no qual se investigou a percepção dos ribeirinhos sobre a qualidade da água por meio de questionários estruturados. Os resultados indicaram que 34% dos entrevistados consomem e comercializam peixes nativos, 62% os utilizam para consumo próprio e 4% não consomem peixes, além de 84% relatarem ausência de sistema de esgotamento sanitário, evidenciando elevada dependência dos recursos naturais e vulnerabilidade socioambiental. O Capítulo 3 avaliou os níveis de elementos potencialmente tóxicos e essenciais na água e parâmetros físico-químicos. Os resultados mostraram que alumínio, cobre, ferro, magnésio e selênio excederam padrões legais em determinados pontos e períodos, com variações sazonais influenciadas por fatores climáticos. O ponto P1 apresentou maiores valores de condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, clorofila e compostos nitrogenados, indicando influência antrópica e potenciais riscos associados ao consumo de água sem tratamento. No Capítulo 4, a análise dos sedimentos revelou concentrações elevadas de alumínio, ferro, manganês e selênio, além de cromo, níquel, cobre, zinco e chumbo acima de diretrizes de qualidade, especialmente em áreas com influência urbana. A maior ocorrência desses elementos no período chuvoso evidenciou a importância da sazonalidade nos processos de mobilização e deposição. O Capítulo 5 investigou a bioacumulação de elementos potencialmente tóxicos e essenciais e as respostas enzimáticas em peixes nativos (Psectrogaster amazonica e Caenotropus labyrhinthicus). Foram observadas concentrações elevadas de arsênio, chumbo e selênio nos tecidos, com valores acima dos limites recomendados. As atividades enzimáticas (AChE, AST, ALT e ALP) indicaram respostas fisiológicas associadas à exposição ambiental, sendo interpretadas como alterações subletais, sem permitir inferências diretas de causalidade ou mecanismos específicos. De forma integrada, os resultados indicam que a dinâmica dos elementos no médio rio Tocantins é controlada pela interação entre processos naturais e influências antrópicas. As concentrações de elementos como ferro, alumínio e manganês refletem, em parte, o contexto geoquímico regional, caracterizado por solos altamente intemperizados, enquanto parâmetros físico-químicos e padrões espaciais evidenciam a influência de atividades humanas, especialmente em áreas urbanas. A bioacumulação em peixes e as respostas enzimáticas observadas indicam exposição dos organismos a contaminantes e alterações fisiológicas associadas. Esses achados, aliados à dependência das populações ribeirinhas dos recursos hídricos e pesqueiros, destacam a importância de abordagens integradas para o monitoramento ambiental, considerando as especificidades regionais e suas implicações para a saúde ambiental e a segurança alimentar, em consonância com a abordagem One Health
Resumo: The Tocantins–Araguaia basin is one of the largest hydrographic systems in South America, spanning the states of Maranhão, Tocantins, and Pará, and is part of the Brazilian Legal Amazon. Despite draining extensive Cerrado and tropical forest ecosystems, this basin has undergone significant environmental degradation in recent decades due to agricultural expansion, deforestation, and the introduction of non-native species. This scenario is particularly relevant for riverine communities along the middle Tocantins River, which depend on the river for water supply, recreation, and fish consumption. In this context, fish can act as biomonitors of contaminant exposure in aquatic environments, as they integrate ecological processes and represent an important food and economic resource. Thus, the aim of this study was to perform environmental monitoring of the middle Tocantins River through an integrated approach, including the analysis of physicochemical water parameters, the determination of potentially toxic and essential elements in water, sediments, and fish, and the assessment of enzymatic biomarkers in native fish species. Sampling was conducted at four sites: P1 (Beira Rio – urban area), P2 (Bananal village), P3 (Embiral village), and P4 (Cidelândia village). The thesis is structured into five chapters. Chapter 1 presents a literature review on the Tocantins–Araguaia basin and ecotoxicological aspects related to contaminants in aquatic environments. Chapter 2 describes a socio-environmental study assessing riverine perceptions of water quality through structured questionnaires. The results showed that 34% of respondents consume and commercialize native fish, 62% use them for subsistence consumption, and 4% do not consume fish. Additionally, 84% reported the absence of sewage systems, highlighting high dependence on water and fish resources and significant socio-environmental vulnerability. Chapter 3 evaluated potentially toxic and essential elements in water, along with physicochemical parameters. Aluminum, copper, iron, magnesium, and selenium exceeded regulatory limits at certain sites and periods, with seasonal variations influenced by climatic factors. Site P1 exhibited higher electrical conductivity, total dissolved solids, chlorophyll, and nitrogen compounds, indicating anthropogenic influence and potential risks associated with untreated water consumption. In Chapter 4, sediment analysis revealed elevated concentrations of aluminum, iron, manganese, and selenium, as well as chromium, nickel, copper, zinc, and lead exceeding quality guidelines, particularly in areas influenced by urban activities. Higher concentrations during the rainy season highlighted the role of seasonality in contaminant mobilization and deposition processes. Chapter 5 investigated the bioaccumulation of potentially toxic and essential elements and enzymatic responses in native fish species (Psectrogaster amazonica and Caenotropus labyrhinthicus). Elevated concentrations of arsenic, lead, and selenium were detected in fish tissues, exceeding recommended limits. Enzymatic activities (AChE, AST, ALT, and ALP) indicated physiological responses associated with environmental exposure and were interpreted as sublethal alterations, without allowing direct inference of causality or specific mechanisms. Overall, the results indicate that the dynamics of elements in the middle Tocantins River are controlled by the interaction between natural processes and anthropogenic influences. The concentrations of elements such as iron, aluminum, and manganese partly reflect the regional geochemical background, characterized by highly weathered tropical soils, while physicochemical parameters and spatial patterns indicate the influence of human activities, particularly in urban areas. The observed bioaccumulation in fish and enzymatic responses indicate organism exposure to environmental contaminants and associated physiological alterations. These findings, combined with the strong dependence of riverine populations on water and fish resources, highlight the importance of integrated environmental monitoring approaches that consider regional specificities and their implications for environmental health and food safety, in line with the One Health framework
Palavras-chave: Avaliação de risco
Metais pesados
One Health
Poluição ambiental
Segurança alimentar
Risk assessment
Heavy metals
One health
Environmental pollution
Food safety
Aparece nas coleções:Doutorado em Ciência Animal - CCA - Teses

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