ICP-OES Determination of Metal Bioaccumulation in Caulerpa racemosa ramuli from Guánica, Puerto Rico

Resumo Técnico: Determinação por ICP-OES da Bioacumulação de Metais em Ramuli de Caulerpa racemosa de Guánica, Porto Rico

Definição do Problema
Embora as macroalgas marinhas, particularmente as espécies de Caulerpa (uvas do mar), sejam cada vez mais reconhecidas como recursos valiosos para o mercado de novos alimentos devido às suas propriedades nutricionais e bioquímicas, existe uma lacuna significativa de conhecimento em relação à composição elementar das populações do Caribe. A literatura existente foca pesadamente em populações cultivadas no Sudeste Asiático e na Austrália tropical. Além disso, o perfil elementar de algas marinhas é dinâmico e governado por variáveis físico-químicas locais; portanto, os dados do Indo-Pacífico não podem ser extrapolados para ecossistemas do Caribe. Há uma necessidade urgente de estabelecer dados de base sobre os perfis de bioacumulação elementar da Caulerpa racemosa nativa em Porto Rico para avaliar a sua segurança como fonte alimentar, avaliar a qualidade ambiental local e explorar o seu potencial na biotecnologia marinha.

Metodologia
O estudo empregou a Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES) para caracterizar a composição elementar de Caulerpa racemosa var. ramuli coletada na zona subtidal da Praia de Tamarindo, em Guánica, Porto Rico, em março de 2025.

• Amostragem: Foram obtidas amostras de biomassa algal fresca (~1 kg) e de água do mar adjacente (coletadas em triplicata).
• Preparação: As amostras de algas foram lavadas com água destilada para remover epífitos e sais, secas ao ar e dissecadas para isolar os ramuli verticais dos estolões e rizoides.
• Digestão: 1,0 g de ramuli frescos foi submetido à digestão assistida por micro-ondas utilizando ácido nítrico (HNO₃) a 2% a 200°C.
• Análise: Tanto as amostras de algas digeridas quanto a água do mar filtrada foram analisadas para 61 elementos químicos (metais maiores, traço, metais pesados e elementos de terras raras).
• Cálculo: O Fator de Bioconcentração (BCF) foi calculado para determinar a eficiência de acumulação, definida como a razão entre a concentração do analito no tecido algal e a concentração na água do mar. A acumulação foi categorizada como baixa (BCF < 100), moderada (100–1000) ou alta (> 1000).

Resultos Principais

• Perfil Elementar: Embora 61 elementos tenham sido detectados na água do mar circundante, apenas 11 elementos foram detectados na biomassa de ramuli de C. racemosa, indicando um mecanismo de captação seletiva distinto em vez de um reflexo passivo do ambiente.
• Acumulação Seletiva: O tecido algal apresentou concentrações comparativamente mais elevadas de Boro (B), Tântalo (Ta), Zircônio (Zr) e Crômio (Cr). O Itérbio (Yb) e o Manganês (Mn) foram detectados nas concentrações mais baixas.
• Fatores de Bioconcentração (BCF):
  • Alta Acumulação (BCF > 1000): O Rênio (Re), o Zircônio (Zr) e o Gadolínio (Gd) exibiram alta acumulação. O Re apresentou o maior BCF, superando 10.000.
  • Acumulação Moderada (BCF 100–1000): Itérbio (Yb) e Tântalo (Ta).
  • Baixa Acumulação (BCF < 100): Manganês (Mn), Bismuto (Bi), Lítio (Li) e Crômio (Cr).
• Presença de Metais Pesados: A água do mar continha um perfil diversificado de metais pesados, sendo o Alumínio (Al), o Arsênio (As) e o Chumbo (Pb) os mais abundantes. Níquel (Ni), Cádmio (Cd) e Mercúrio (Hg) estavam presentes na água do mar, mas não foram detectados no tecido das algas. Por outro lado, o Crômio (Cr) foi o único metal pesado detectado em níveis apreciáveis no tecido algal (aprox. 95 µg/kg), mostrando enriquecimento em relação à água do mar.
• Elementos Únicos: Boro (B) e Berílio (Be) foram detectados exclusivamente no tecido das algas e não na água do mar adjacente. O Boro foi o elemento único predominante (~5.000 µg/kg), enquanto o Berílio estava presente a ~450 µg/kg.

Significância e Alegações
O artigo afirma que estas descobertas fornecem novas informações de base sobre o perfil elementar da C. racemosa do Caribe, apoiando o seu potencial para o biomonitoramento marinho.

• Potencial de Bioindicador: A acumulação seletiva de Crômio (Cr) sugere que a C. racosa pode servir como um bioindicador para a contaminação metálica local. A presença de B e Be nos tecidos, particularmente o Be, que não possui função fisiológica conhecida em algas, apoia ainda mais a capacidade da espécie de acumular elementos traço não essenciais, justificando a sua investigação como agente de biomonitoramento.
• Indicadores Antropogênicos: O alto enriquecimento de Rênio (Re), Tântalo (Ta) e Zircônio (Zr) — elementos tipicamente encontrados em concentrações muito baixas na água do mar natural — sugere potenciais fontes de poluição antropogênica na área de estudo.
• Interpretação Cautelosa: Os autores afirmam explicitamente que a concentração excepcionalmente alta de Rênio (Re) não é comum e deve ser interpretada com cautela. Eles recomendam a análise confirmatória utilizando métodos independentes de ICP-MS para validar este achado específico.
• Limitações: O estudo reconhece limitações, incluindo a análise apenas de ramuli (excluindo estolões e rizoides), um único local e tempo de amostragem, e a falta de análise de especiação metálica ou mecanismo de captação fisiológica. Consequentemente, o artigo não reivindica aplicações definitivas em remediação de metais ou recuperação de recursos, mas destaca a necessidade de estudos adicionais para validar estes padrões observados e explorar tais aplicações.