El objetivo de este estudio fue determinar la viabilidad de combinar el análisis de la calidad del agua con diferentes biomarcadores para caracterizar la relación entre la contaminación antropogénica y la respuesta biótica en el río Sinos, en el sur de Brasil. Se estudiaron ratas Wistar utilizando tres biomarcadores combinados con análisis físicos, químicos y microbiológicos para evaluar los efectos de la contaminación en cuatro sitios de muestreo. La inducción de estrés oxidativo se cuantificó mediante los niveles de MDA en sangre periférica, se determinó el daño al ADN de los linfocitos mediante el ensayo del cometa y se analizaron los cambios histopatológicos en el hígado. Tras el muestreo, se permitió que los animales bebieran agua del río durante 48 horas. No se observó un aumento del estrés oxidativo ni del daño al ADN. Sin embargo, se observó daño hepático en los animales expuestos a muestras de agua, lo que indica que el río Sinos está contaminado con sustancias hepatotóxicas. Los análisis de agua confirmaron que la calidad del agua disminuyó río abajo.