Ecotoxicological assessment of sediments from the Santos and São Vicente estuarine system- Brazil

O sedimento representa um importante depósito de contaminantes e uma fonte de contaminação para a cadeia alimentar aquática. Testes de toxicidade usando anfípodos como organismos-teste são empregados para avaliar sedimentos marinhos e estuarinos, juntamente com análises químicas. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade de sedimentos de seis estações situadas no Sistema Estuarino e Portuário de Santos e São Vicente (São Paulo-Brasil), usando testes de toxicidade aguda com sedimento com anfípodos (Tiburonella viscana) e análises químicas de metais, PCB, e PAH. Outros parâmetros do sedimento foram analisados, como carbono orgânico e granulometria. Foram observados níveis de contaminação mais altos na porção interna do estuário onde se localiza o Porto de Santos e a zona industrial. Os testes de toxicidade mostraram resultados adversos significantes para a maioria das amostras testadas, e os sedimentos da porção interna do estuário apresentaram toxicidade mais alta. As análises de componentes principais indicaram uma relação forte entre contaminação do sedimento e toxicidade. As correlações positivas destes fatores nas amostras estudadas foram usadas para estabelecer os pesos das concentrações químicas que estão associadas com os efeitos adversos. Tais análises permitiram estimar valores limiares de efeito para a contaminação de sedimento através de análises multivariadas, identificando os contaminantes associados com o efeito biológico. Estes valores sugeridos são: Cu, 69.0; Pb, 17.4; Zn, 73.3(mg.kg-1); PAHs, 0.5 (mg.kg-1) e PCBs, 0.1 (µg.kg-1).

Integrated sediment quality assessment in Paranagua Estuarine System, Southern Brazil

Sediment quality from Paranagua Estuarine System (PES), a highly important port and ecological zone, was evaluated by assessing three lines of evidence: (1) sediment physical-chemical characteristics; (2) sediment toxicity (elutriates, sediment-water interface, and whole sediment); and (3) benthic community structure. Results revealed a gradient of increasing degradation of sediments (i.e. higher concentrations of trace metals, higher toxicity, and impoverishment of benthic community structure) towards inner PES. Data integration by principal component analysis (PCA) showed positive correlation between some contaminants (mainly As, Cr, Ni, and Pb) and toxicity in samples collected from stations located in upper estuary and one station placed away from contamination sources. Benthic community structure seems to be affected by both pollution and natural fine characteristics of the sediments, which reinforces the importance of a weight-of-evidence approach to evaluate sediments of PES. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Harmonised framework for ecological risk assessment of sediments from ports and estuarine zones of North and South Atlantic

This paper presents a harmonised framework of sediment quality assessment and dredging material characterisation for estuaries and port zones of North and South Atlantic. This framework, based on the weight-of-evidence approach, provides a structure and a process for conducting sediment/dredging material assessment that leads to a decision. The main structure consists of step 1 (examination of available data); step 2 (chemical characterisation and toxicity assessment); decision 1 (any chemical level higher than reference values? are sediments toxic?); step 3 (assessment of benthic community structure); step 4 (integration of the results); decision 2 (are sediments toxic or benthic community impaired?); step 5 (construction of the decision matrix) and decision 3 (is there environmental risk?). The sequence of assessments may be interrupted when the information obtained is judged to be sufficient for a correct characterisation of the risk posed by the sediments/dredging material. This framework brought novel features compared to other sediment/dredging material risk assessment frameworks: data integration through multivariate analysis allows the identification of which samples are toxic and/or related to impaired benthic communities; it also discriminates the chemicals responsible for negative biological effects; and the framework dispenses the use of a reference area. We demonstrated the successful application of this framework in different port and estuarine zones of the North (Gulf of Cadiz) and South Atlantic (Santos and Paranagua Estuarine Systems).

Development of site-specific sediment quality guidelines for North and South Atlantic littoral zones: Comparison against national and international sediment quality benchmarks

We aimed to develop site-specific sediment quality guidelines (SQGs) for two estuarine and port zones in Southeastern Brazil (Santos Estuarine System and Paranagua Estuarine System) and three in Southern Spain (Ria of Huelva, Bay of Cadiz, and Bay of Algeciras), and compare these values against national and traditionally used international benchmark values. Site-specific SQGs were derived based on sediment physical-chemical, toxicological, and benthic community data integrated through multivariate analysis. This technique allowed the identification of chemicals of concern and the establishment of effects range correlatively to individual concentrations of contaminants for each site of study. The results revealed that sediments from Santos channel, as well as inner portions of the SES, are considered highly polluted (exceeding SQGs-high) by metals, PAHs and PCBs. High pollution by PAHs and some metals was found in Sao Vicente channel. In PES, sediments from inner portions (proximities of the Ponta do Mix port's terminal and the Port of Paranagua) are highly polluted by metals and PAHs, including one zone inside the limits of an environmental protection area. In Gulf of Cadiz, SQGs exceedences were found in Ria of Huelva (all analysed metals and PAHs), in the surroundings of the Port of CAdiz (Bay of CAdiz) (metals), and in Bay of Algeciras (Ni and PAHs). The site-specific SQGs derived in this study are more restricted than national SQGs applied in Brazil and Spain, as well as international guidelines. This finding confirms the importance of the development of site-specific SQGs to support the characterisation of sediments and dredged material. The use of the same methodology to derive SQGs in Brazilian and Spanish port zones confirmed the applicability of this technique with an international scope and provided a harmonised methodology for site-specific SQGs derivation. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

A simple approach to integrate the ecotoxicological and chemical data for the establishment of environmental risk levels

O presente trabalho utilizou métodos multivariados e matemáticos para integrar dados químicos e ecotoxicológicos obtidos para o Sistema Estuarino de Santos e para a região próxima à zona de lançamento do emissário submarino de Santos, com a finalidade de estabelecer com maior exatidão os riscos ambientais, e assim identificar áreas prioritárias e orientar programas de controle e políticas públicas. Para ambos os conjuntos de dados, as violações de valores numéricos de qualidade de sedimento tenderam a estar associadas com a ocorrência de toxicidade. Para o estuário, essa tendência foi corroborada pelas correlações entre a toxicidade e as concentrações de HPAs e Cu, enquanto para a região do emissário, pela correlação entre toxicidade e conteúdo de mercúrio no sedimento. Valores normalizados em relação às medias foram calculados para cada amostra, permitindo classificá-las de acordo com a toxicidade e a contaminação. As análises de agrupamento confirmaram os resultados das classificações. Para os dados de sistema estuarino, houve a separação das amostras em três categorias: as estações SSV-2, SSV-3 e SSV-4 encontram-se sob maior risco, seguidas da estação SSV-6. As estações SSV-1 e SSV-5 demonstraram melhores condições. Já em relação ao emissário, as amostras 1 e 2 apresentaram melhores condições, enquanto a estação 5 pareceu apresentar um maior risco, seguida das estações 3 e 4 que tiveram apenas alguns indícios de alteração.