3 Method
4.4 Tools and methods for knowledge transfer
4.4.4 Communities of practice
Para a avaliação estatística dos dados utilizou-se o teste não paramétrico
Kruskal-Wallis (Daniel, 1978) para testar a hipótese nula de que as populações têm
distribuições idênticas contra a hipótese alternativa de que pelo menos uma difere das demais quanto à mediana. Foram avaliados os teores dos metabólitos individuais e o somatório dos 12 compostos. Para tal, as análises foram conduzidas considerando os fatores Família, Local e Tempo independentes entre si (famílias dos peixes separadamente do local de coleta e do tempo). Esta opção de estudo foi a mais adequada face à estrutura do banco de dados que não contemplou as réplicas de amostras para o teste da iteração, isto é, não foram observadas réplicas de todas espécies dentro de todos os locais em todos os tempos.
O teste não paramétrico Kruskal-Wallis exige que os níveis de um determinado fator testado sejam independentes entre si. Por exemplo, quando o Fator Família foi testado admitiu-se que os níveis deste fator, a saber, Ariidae, Sciaenidae e Diodontidae são independentes entre si. O mesmo foi considerado para o Fator Local (Entrada e Fundo da Baía). No entanto, o Fator Tempo (fevereiro, março e abril) pressupõe correlação temporal entre seus níveis definidos pelo período de coleta ocorrido nos meses de fevereiro, março e abril, podendo não atender a suposição de independência. A ausência de pareamento dos dados dificultou a aplicação do teste não paramétrico adequado para avaliar a variação temporal (Friedman, Daniel 1978). Assim sendo, optou-se por avaliar o Fator Tempo com o mesmo teste empregado nos demais fatores, Família e Local, isto é, o teste
Kruskal-Wallis . Ressalta-se que este resultado deve ser interpretado com cautela,
pois a suposição de independência pode estar ausente.
As Tabelas 5.9 A e B apresentam o banco de dados dos metabólitos analisados bem como o seu somatório. Para o Fator Família observam-se os ranks e os níveis descritivos amostrais (p-valor) para os metabólitos individuais nas Tabelas 5.10 e 5.11. Para os fatores Tempo e Local, os ranks e os níveis descritivos amostrais (p-valor) encontram-se nas Tabelas 5.12 e 5.13 e Tabelas 5.14 e 5.15, respectivamente.
Tabela 5.9.A. Banco de dados de concentrações de 12 metabólitos biliares de HPA de peixes da Baía de Guanabara (Pg g-1 de bile).
Amostra 1-OH N 2-OH N 3-OH Bi 9-OH F 4-OH Fe 9-OH Fe 3-OH Fe 1-OH Fe 2-OH Fe 1-OH Pi 1-OH C 3-OH BaPi
788201_GA 0 13346 34391 22834 5143 0 0 55133 29290 14336 2452 0 788201_GB 1868 17441 32961 15312 2490 0 0 17056 9849 8915 0 0 788202_G 1122 3754 15934 11830 782 1116 0 13152 14236 11475 1101 0 788205_GB 1180 0 0 0 1466 0 0 7453 0 2754 0 0 788203_MA 18872 2223 10283 6292 2199 0 0 18016 5737 10100 0 0 788204_MA 3364 0 0 0 0 0 0 0 0 9235 0 0 788204_CY 1256 703 1881 2899 118 0 3885 7583 3296 27158 0 0 788204_CtA 2452 1886 10000 8478 724 0 0 0 5204 19985 0 0 788203_CY 281 347 1196 775 276 0 332 3357 1284 7383 0 0
Tabela 5.9.B. Banco de dados de concentrações de metabólitos biliares de HPA analisados de peixes da Baía de Guanabara (Pg g-1 de bile) – continuação.
Amostra Soma OH-HPA Espécie Família Mes Local Área
788201_GA 176925 Genidens genidens Ariidae Fevereiro 1 Fundo da baía 788201_GB 105894 Genidens genidens Ariidae Fevereiro 1 Fundo da baía
788202_G 74502 Genidens genidens Ariidae Março 1 Fundo da baía
788205_GB 12853 Genidens genidens Ariidae Abril 1 Fundo da baía
788203_MA 73722 Micropogonias furnieri Sciaenidae Março 1 Fundo da baía
788204_MA 12600 Micropogonias furnieri Sciaenidae Abril 2 Entrada da baía (Boa Viagem) 788204_CY 48780 Cyclichthys spinosus Diodontidae Abril 2 Entrada da baía (Boa Viagem) 788204_CtA 48731 Ctenoscianea gracilicirrhus Sciaenidae Abril 2 Entrada da baía (Botafogo)
Tabela 5.10. Ranks quanto ao fator Família.
FAMÍLIA n Média dos Ranks
1-hidroxinaftaleno Ariidae 4 3,50 Sciaenidae 3 8,00 Diodontidae 2 3,50 Total 9 2-hidroxinaftaleno Ariidae 4 6,38 Sciaenidae 3 4,17 Diodontidae 2 3,50 Total 9 3-hidroxibifenila Ariidae 4 6,38 Sciaenidae 3 4,17 Diodontidae 2 3,50 Total 9 9-hidroxifluoreno Ariidae 4 6,38 Sciaenidae 3 4,17 Diodontidae 2 3,50 Total 9 4-hidroxifenantreno Ariidae 4 7,00 Sciaenidae 3 4,00 Diodontidae 2 2,50 Total 9 1-hidroxifenantreno Ariidae 4 6,50 Sciaenidae 3 3,67 Diodontidae 2 4,00 Total 9 2-hidroxifenantreno Ariidae 4 6,38 Sciaenidae 3 4,17 Diodontidae 2 3,50 Total 9 1-hidroxipireno Ariidae 4 4,25 Sciaenidae 3 5,67 Diodontidae 2 5,50 Total 9
Soma HPA Ariidae 4 6,50
Sciaenidae 3 3,67
Diodontidae 2 4,00
Total 9
Tabela 5.11. Níveis descritivos amostrais (p-valor) para os metabólitos de HPA em
relação ao Fator Família (Teste Kruskal-Wallis).
1-OH N 2-OH N 3-OH BI 9-OH F 4-OH Fe 1-OH Fe 2-OH Fe 1-OH Pi Soma HPA Chi-Square 5,4 1,902 1,902 1,902 4,2 2,196 1,902 0,544 2,178
Tabela 5.12. Ranks quanto ao fator Tempo.
TEMPO N Média dos Ranks
1-hidroxinaftaleno Fevereiro 2 3,50 Março 3 4,67 Abril 4 6,00 Total 9 2-hidroxinaftaleno Fevereiro 2 8,50 Março 3 5,33 Abril 4 3,00 Total 9 3-hidroxibifenila Fevereiro 2 8,50 Março 3 5,33 Abril 4 3,00 Total 9 9-hidroxifluoreno Fevereiro 2 8,50 Março 3 5,00 Abril 4 3,25 Total 9 4-hidroxifenantreno Fevereiro 2 8,50 Março 3 5,00 Abril 4 3,25 Total 9 1-hidroxifenantreno Fevereiro 2 8,00 Março 3 5,67 Abril 4 3,00 Total 9 2-hidroxifenantreno Fevereiro 2 8,00 Março 3 5,67 Abril 4 3,00 Total 9 1-hidroxipireno Fevereiro 2 5,00 Março 3 4,33 Abril 4 5,50 Total 9
Soma HPA Fevereiro 2 8,50
Março 3 5,33
Abril 4 3,00
Total 9
Tabela 5.13. Níveis descritivos amostrais (p-valor) para os metabólitos de HPA em
relação ao Fator Tempo (Teste Kruskal-Wallis).
1-OH N 2-OH N 3-OH BI 9-OH F 4-OH Fe 1-OH Fe 2-OH Fe 1-OH Pi Soma HPA Chi-Square 1,178 5,49 5,49 4,941 4,9 4,751 4,751 0,311 5,444
Tabela 5.14. Ranks quanto ao fator Local
LOCAL N Média dos Ranks
1-hidroxinaftaleno Fundo 6 4,17 Entrada 3 6,67 Total 9 2-hidroxinaftaleno Fundo 6 5,75 Entrada 3 3,50 Total 9 3-hidroxibifenila Fundo 6 5,75 Entrada 3 3,50 Total 9 9-hidroxifluoreno Fundo 6 5,58 Entrada 3 3,83 Total 9 4-hidroxifenantreno Fundo 6 6,33 Entrada 3 2,33 Total 9 1-hidroxifenantreno Fundo 6 6,17 Entrada 3 2,67 Total 9 2-hidroxifenantreno Fundo 6 5,75 Entrada 3 3,50 Total 9 1-hidroxipireno Fundo 6 4,00 Entrada 3 7,00 Total 9
Soma HPA Fundo 6 5,83
Entrada 3 3,33
Total 9
Tabela 5.15. Níveis descritivos amostrais (p-valor) para os metabólitos de HPA em
relação ao Fator Local (Teste Kruskal-Wallis).
1-OH N 2-OH N 3-OH BI 9-OH F 4-OH Fe 1-OH Fe 2-OH Fe 1-OH Pi Soma HPA Chi-Square 1,667 1,361 1,361 0,824 4,267 3,294 1,361 2,4 1,667
Para efeito de decisão, adotou-se um nível de significância de 5%, isto é, para que a hipótese nula seja rejeitada, será necessário observar um nível descritivo amostral (p-valor) menor que 0,05 (p <0,05). Conforme a Tabela 5.11, não foi possível rejeitar as hipóteses nulas estabelecidas para testar o efeito do fator Família. Desta forma é possível afirmar com 95% de confiança que as famílias Ariidae, Sciaenidae e Diodontidae têm distribuições idênticas quanto aos metabólitos de HPA e à soma dos metabólitos de HPA. O mesmo resultado pode ser extendido para o Fator Tempo, onde foi verificado um nível descritivo amostral (p-valor) maior que 0,05 para todos os metabólitos estudados (Tabela 5.13).
Para o Fator Local, rejeitou-se a hipótese nula de igualdade das distribuições, permitindo concluir que o parâmetro 4-hidroxifenantreno difere quanto aos locais avaliados, entrada e fundo da baía. Conforme ranks descritos na Tabela 5.14, a mediana observada para o 4-hidroxifenantreno no fundo da Baía de Guanabara é significantemente maior que a mediana observada na entrada da baía.
No entanto, alguns resultados descritos nas Tabelas 5.11, 5.13 e 5.15, sugerem que os metabólios medidos nas amostras podem revelar comportamentos distintos quanto aos Fatores testados. Por exemplo, a probabilidade de que o 1- hidroxinaftaleno tenha a mesma distribuição em todas as famílias é baixa e igual a 0,067 (Tabela 5.11). Os ranks calculados com base no teste Kruskal-Wallis (Tabela 5.10) revelaram que a família Sciaenidae (rank=8, corvina) pode apresentar uma mediana maior que as famílias Ariidae (rank=3,5, bagre) e Diodontidae (rank=3,5, baiacú), estas últimas provavelmente idênticas entre si.
Os mesmos resultados podem ser estendidos para os parâmetros 2- hidroxinaftaleno e 3-hidroxibifenila, quando testados em relação ao Fator Tempo (p=0,064, Tabela 5.13). Para ambos os parâmetros, a maior diferença entre ranks (Tabela 5.12) foi verificada entre os meses de fevereiro (rank =8,5) e abril (rank =3), tendo sido constatado que o mês de março ficou localizado em uma posição intermediária (rank =5,33).
Para o parâmetro 1-hidroxifenatreno no teste de Fator Local (p=0,070), Tabela 5.15), os ranks calculados (Tabela 5.14) revelaram que o fundo da baía (rank = 6,17) pode apresentar uma mediana maior que a entrada da baía (rank =2,67).
Portanto, uma avaliação final das análises estatísticas dos metabólitos, alterando o paradigma do nível de significância fixo de 95%, é discutida com base nos níveis descritivos amostrais (p-valor) calculados para a veracidade da hipótese nula (distribuições idênticas). Desta forma, conclui-se que:
9 Fator Família (independente do tempo e local): Somente a concentrações do metabólito 1OH-N revelou um nível descritivo amostral baixo (p=0,067). Desta forma, com uma probabilidade de p=0,067 é possível rejeitar a hipótese nula de que as populações têm distribuições idênticas, identificando diferença significativa entre as medianas da Família Sciaenidae (espécie Micropogonias
Furnieri, peixe Corvina) em relação às outras duas Famílias Ariidae e
Diodontidae (das espécies Genidens genidens e Cyclichthys spinosus, peixes Bagre e Baiacu, respectivamente). No entanto, para todos os outros metabólitos e o seu somatório, verificou-se resultados similares de teores de metabólitos individuais e seu somatório entre as Famílias analisadas na Baía de Guanabara. Em suma, não foi possível observar diferença significativa na distribuição dos metabólitos e no seu teor total quando consideradas as Famílias estudadas, exceto para 1-hidroxinaftaleno.
9 Fator Tempo: Já, na avaliação temporal entre os meses de fevereiro, março e abril (independente da família e local), foi possível rejeitar a hipótese nula de igualdade das distribuições entre os meses, identificando desta forma, a possibilidade de diferença significativa na mediana de pelo menos um dos meses avaliados com os seguintes níveis descritivos amostrais: 3- hidroxibifenila (p=0,064); 2-hidroxinaftaleno (p=0,064); 9-hidroxifluoreno (p=0,085); 4-hidroxifenantreno (p=0,086); 1-hidroxifenantreno (p=0,093); 2- hidroxifenantreno) (p=0,093) e no somatório destes compostos (p=0,066). 9 Fator Local: Observou-se que, somente para a concentração do metabólito 4-
rejeitar a hipótese nula de que as populações têm distribuições idênticas, identificando desta forma, diferença significativa entre Fundo da baía e Entrada da baía. O metabólito 1-hidroxifenantreno revelou um nível descritivo amostral baixo, sendo possível rejeitar a hipótese nula com uma probabilidade de p=0,070, apresentando concentração mais elevada no fundo da baía quando comprada com a concentração da entrada.
Capítulo 6
Conclusões
6 Conclusões
Diferenciação de Fontes de HPA em Sedimentos da Baía de Guanabara
Neste estudo, os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) parentais e alquilados (total de 38 compostos) foram quantificados em 21 amostras de sedimentos de um ecossistema que sofre de elevada ação antropogênica, a Baía de G
uanabara, situada no Rio de Janeiro. O es tudo foi executado em duas campanhas, após o acidente de derramamento de óleo em janeiro de 2000 e tr ês anos depois. A estratégia de amostragem permitiu uma repr esentatividade das diversas fontes de contaminação de hidrocarbonetos na baía. As identificações de fontes de hidrocarbonetos para as amostras de sedimento foram feitas utilizando-se razões diagnósticas de HPA e análise de componentes principais (ACP). Os resultados obtidos neste trabalho permitiram verificar que:
As diferenças nos teores de HPA para os sedimentos da Baía de Guanabara entre as campanhas de 2000 e de 2003 não foram estatisticamente significativas, traduzindo a poluição antropogênica crônica da baía. Isto indica que o derrame de óleo de janeiro de 2000 não causou alterações significativas sobre os teores de HPA nos sedimentos da Baía de Guanabara;
As concentrações de HPA em sedim entos variaram bastante ao longo da baía, para ambas as campanhas, apresentando-se na faixa de 400 a 58439 ng g-1, refletindo contaminações baixas, médias e elevadas.
As concentrações de HPA em sedimentos da Baía de Guanabara apresentaram-se semelhantes a várias regiões estuarinas internacionais com grande influência antrópica, e dentro da mesma faixa de concentrações de dados pretéritos obtidos na Baía de Guanabara;
As razões diagnósticas que apresentar am as melhores capacidades em distinguir as fontes de hidrocarbonetos petrogênica e pirolítica para os sedimentos da Baía de Guanabara foram:
Fenantreno+Antraceno/( Fenantreno+Antraceno+C1Fenantrenos); Fluoranteno/(Fluoranteno+Pireno);
6(HPA parentais de 3-6 anéis)/ 6 (5 séries de HPA alquilados);
A abundância relativa de perileno em re lação a seus isômeros de 5 anéis (benzo(b)fluoranteno, benzo(k)fluoranteno, benzo(a)pireno, benzo(e)pireno, dibenzo(a,h)antraceno) indicou que os sedimentos da Baía de Guanabara recebem importante contribuição de HPA de origem natural diagenética na área de influência dos manguezais;
A análise de componentes principais (ACP) apresentou-se como uma ferramenta adicional para a identificação de fontes de HPAs no meio ambiente e corroborou os resultados obtidos pelas razões diagnósticas para aportes de hidrocarbonetos petrogênico s e pirolíticos para a baía;
Os sedimentos da Baía de Guanabar a podem ser separados nos seguintes grupos em relação às fontes de HPA:
9 Amostras com um padrão de contribuição petrogênica pedrominante – a maioria localizada nas imediações do acidente de janeiro de 2000 e na região de intermaré atingida pelo óleo derramado.
9 Amostras com características de combustão – a maioria da região do infralitoral;
9 Amostras com superposição de contribuições de aportes petrogênico e pirolítico - região do infralitoral;
9 Amostras com contribuição biogênica - a maioria da região de intermaré e algumas do infralitoral, próximas aos manguezais;
A avaliação temporal das fontes de hidrocarbonetos realizado neste trabalho não identificou mudanças relevantes para as classes predominantes (petrogênicas, pirolíticas e biogênicas) nas 21 amostras de sedimento da baía estudadas entre os anos 2000 e 2003. Isto sugere que, numa avaliação global, os HPA presentes nos sedimentos da Baía de Guanabara estão relacionados mais diretamente com a introdução antropogênica crônica de
hidrocarbonetos na região e não com o evento agudo de derramamento de óleo ocorrido em janeiro de 2000.
Metabólitos de HPA em Bile de Peixes da Baía de Guanabara
Neste estudo piloto para peixes demersais da Baía de Guanabara, foram realizadas avaliações descritivas e estatís ticas dos resultados preliminares obtidos, na tentativa de descrever a variação das concentrações dos metabólitos em função dos fatores de interesse, Espécie, Local e Te mpo. No entanto, o número escasso de organismos e réplicas e a ausência de dados abióticos nas campanhas de captura dos organismos dificultaram a obtenção de dados conclusivos sobre as possíveis variações e iterações dos teores de metabó litos entre as quatro espécies estudadas, as duas macro-regiões da baía com qualidades ambientais distintas e os meses de fevereiro, março e abril de 2006. No entanto, algumas observações podem ser feitas:
Obteve-se sucesso na aplicação do protocolo analítico desenvolvido pela U
niversidade de Bordeaux, França, que utiliz a a técnica de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG- EM), na identificação e quantificação de 12 metabólitos biliares de HPA em bile de peixes;
O somatório das concentrações dos metabólitos de HPA em bile de peixes da Baía de Guanabara situou-se na faix a de partes por milhão (13 a 177 Pg g-1),
similar a outras regiões com influência antropogênica elevada;
As concentrações totais dos metabólit os biliares de HPA em peixes demersais capturados na Baía de Guanabara indicara m, preliminarmente, a exposição destes organismos aos HPA continuadamente presentes na baía;
Foi possível quantificar três metabólitos além dos 12 estabelecidos pelo protocolo analítico utilizado, dois isômeros de 1-hidroxipireno (m/z 290) e um isômero de 3- hidroxibenzo(a)pireno (m/z 340). Estes compostos, ainda não reportados na literatura, apresentaram concentrações bem mais elevadas que os 12 metabólitos identificados e indicam uma contribuição pirolítica de HPA importante aos organismos aquáticos da Baía de Guanabar a. Este resultado evidenciou a necessidade da introdução de novos padrões de metabólitos de HPA para
possibilitar a identificação inequívoca destes isômeros tão importantes na composição dos metabólitos de peixe da região estudada.
As concentrações individuais da maiori a dos compostos e o somatório dos 12 metabólitos apresentaram uma possível variação temporal entre os meses de fevereiro, março e abril, considerando os níveis descritivos amostrais (p valor);
A espécie demersal Micropogonias furnieri . apresentou, de forma descritiva, uma concordância entre os maiores níveis de metabólitos totais e a área mais contaminada da baía (fundo). Já a espécie Cyclichthys spinosus, que se alimenta de sedimentos de fundo, mas também da coluna d’água, apresentou resultado inverso, com níveis mais elevados de metabólitos totais na entrada da baía, área com maior energia hidrodinâmica;
As concentrações do metabólito 4-hidr oxifenantreno apresentaram, para um nível de significância de 5%, diferença signifi cativa entre as duas macro-regiões estudadas: o Fundo e a Entrada da baía (Fator Local);
A variação das concentrações individuais dos 12 metabólitos e do somatório dos metabólitos em relação à Local e Fa mília, não apresentou padrão uniforme, apesar de ter revelado possíveis diferenças significativas para alguns dos compostos.
Capítulo 7
Recomendações
7. Recomendações
No estudo de diferenciação de fontes de hidrocarbonetos em amostras de sedimento da Baía de Guanabara através da aplicação das razões diagnósticas de HPA foi possível identificar aquelas com maior habilidade de distinção entre os aportes petrogênicos e pirolíticos. Verifi cou-se também opor tuna a utilização de análise de componentes principais de HPA para diferenciação das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos da baía. No entanto, para algumas amostras não foi possível distinguir claramente as contribuições das múltiplas fontes de hidrocarbonetos nelas presentes.
Portanto, recomenda-se a continuidade deste estudo de caso uma vez que a Baía de Guanabara retrata um ecossistema est uarino crítico e complexo, com um processo de introdução antropogênica de hi drocarbonetos significativo. Novas razões de HPA poderiam ser testadas. Outr as ferramentas poderiam também ser incorporadas tais como as razões diagnósticas dos biomarcadores geoquímicos (esteranos e terpanos), índices composicionais de hidrocarbonetos alifáticos lineares e ramificados e composições isotópicas individuais de carbono e hidrogênio. Recentemente, a distribuição isotópica de compostos individuais tem surgido como uma técnica promissora para avaliaç ão das origens dos hidrocarbonetos em amostras ambientais, uma vez que os efeitos de degradação na composição isotópica destas moléculas são mínimos. Desta maneira, esta técnica pode auxiliar nos estudos de correlação entre os compostos degradados presentes na matriz em estudo e na amostra original, diminuindo os desafios impostos pelas amostras intemperizadas.
O estudo de exposição de organismos aquáticos da Baía de Guanabara a hidrocarbonetos teve um caráter eminentemente exploratório, onde foram analisados os metabólitos de HPA em bile de peixes demersais coletados na baía. Foi possível verificar o potencial desta metodologia, uma vez que as concentrações dos metabólitos biliares de HPA encontraram-se na faixa de Pg g-1. No entanto, o número
de organismos e réplicas foi pequeno, o que di ficultou uma análise estatística mais ampla das amostras, isto é, a possibilidade de considerar a interação entre estes os
fatores analisados (tempo, local, espécie). Recomenda-se, portanto, um experimento planejado para controlar fatores de variabili dade ambientais e biológicos, incluindo também análises dos compartimentos sedimento e água da região de captura dos peixes. Deve-se ainda adquirir novos padrões de metabólitos de HPA na tentativa de identificar os compostos de alto peso molecular, possíveis isômeros dos metabólitos identificados pelo protocolo. Os metabólitos alquilados também devem ser identificados face sua importância co mo marcadores de aportes petrogênicos de HPA no meio ambiente.
A continuidade do estudo deve também comp reender análises de HPA nos tecidos dos peixes estudados, permitindo constatar a capacidade de metabolização dos HPA pelos mesmos, quando as concentrações destes compostos nos tecidos tendem a se manter similar para organismos expostos e não expostos a HPA.
Recomenda-se, além disso, realizar experim entos controlados de exposição à HPA em laboratório para melhor compreensão dos mecanismos de biotransformação dos compostos em função da espécie, i dade, sexo, hábito alimentar, etc.
Finalmente, pode-se ainda estender o estudo para avaliação dos efeitos genotóxicos dos HPA nos organismos analisados, complementando a caracterização ambiental da região. Após a biotransformação dos HPA, os metabólitos podem, eventualmente, interagir com DNA, fornecendo potencial de ocorrência de mutação genética.