Fate of copper in intensive shrimp farms: bioaccumulation and deposition in pond sediments / Dinâmica do cobre na carcinicultura intensiva: bioacumulação e deposição em sedimentos de tanques de criação

ABSTRACT

We present the distribution of Cu in water, sediments and biomass from intensive shrimp (Litopenaeus vannamei Boone, 1931)) farming in northeastern Brazil. The results show no difference in dissolved Cu concentrations between waters entering and leaving the ponds. However, there was a large export of particulate Cu to adjacent environments, showed by extremely high particulate (112 µg.L-1) Cu concentrations in draining waters. Copper concentrations in the bottom sediments of the pond varied with depth from 10 to 20 µg.g-1, being 5 to 7 times higher than the local background. Pond management procedures result in a peculiar vertical distribution of Cu with peak values occurring at sub-surface depths in pond bottom sediments. Bioavailable Cu reaches about 20 percent of the total Cu content in sediments. Notwithstanding the relatively high Cu bioavailability, concentrations in shrimp muscle (23.2 to 63.4 µg.g-1 d.w.) were similar to reported values for reared and natural L. vannamei populations, and much lower than acceptable maximum limits for human consumption. Concentrations in the exoskeleton were always higher than in muscle. Increasing Cu mass, and to a lesser extent Cu concentrations in muscle tissues, occurred simultaneously to a decrease in Cu mass and concentrations in the exoskeleton and vice versa, suggesting a dynamical exchange of Cu between the two compartments. Although Cu fate in intensive shrimp culture does not result in increasing Cu exposure to consumers, the activity is an important source of this metal to adjacent ecosystems, in particular in the pristine environments where most aquaculture activities in NE Brazil takes place.

RESUMO

Este trabalho apresenta a distribuição de Cu em água, sedimentos e biomassa em uma fazenda de cultivo intensivo do camarão Litopenaeus vannamei Boone, 1931, no Nordeste do Brasil. Os resultados mostraram não haver diferenças entre as concentrações de Cu nas águas afluentes e efluentes da fazenda. Entretanto, foi verificada uma grande exportação de Cu para áreas adjacentes associada ao material em suspensão. Nas águas efluentes, a concentração de Cu particulado atingiu até 112 µg.L-1. Em sedimentos, as concentrações de Cu variaram com a profundidade da coluna sedimentar de 10 a 20 µg.g-1, sendo estes valores de 5 a 7 vezes mais altos que as concentrações naturais dos solos e sedimentos locais. O manejo dos tanques de criação resulta em perfis de distribuição de Cu em sedimentos com maiores concentrações em subsuperfície. A biodisponibilidade do Cu nestes sedimentos é elevada e atinge cerca de 20 por cento da concentração total. Apesar da biodisponibilidade elevada, as concentrações de Cu em músculo do L. vannamei (23.2 a 63.4 µg.g-1 peso seco) são similares aos valores reportados para populações naturais da espécie e em diversos de cultivo em outros países, e estão bem abaixo dos limites máximos permitidos para consumo humano. As concentrações de Cu no exoesqueleto foram maiores que no músculo. Um aumento da massa de Cu em músculo ocorreu simultaneamente à diminuição do Cu no exoesqueleto e vice-versa sugerindo uma troca dinâmica do Cu entre os dois compartimentos. Embora a presença do Cu no cultivo intensivo do L. vannamei não represente exposição significativa para os consumidores, a atividade é fonte importante de Cu para os sistemas aquáticos adjacentes.