A contaminação dos recursos hídricos pode afetar a saúde humana e ambiental. Em ambientes aquáticos, os sedimentos são relevantes para a sobrevivência da biota. No entanto, a maioria dos contaminantes se encontra armazenada nessa matriz, representando riscos para os organismos. A toxicidade aguda de sedimento e água superficial foi avaliada utilizando a bactéria Vibrio fischeri, por meio do sistema Microtox®. As amostras foram coletadas ao longo do Rio Pardo, São Paulo, Brasil, durante as estações chuvosa e seca. Nos sedimentos, foram detectadas significativas porcentagens de CE20, com predominância de concentração Tóxica e Muito Tóxica. Não foi verificada toxicidade aguda à bactéria nas análises realizadas com as amostras de água. Em conclusão, a presença de compostos tóxicos no sedimento do Rio Pardo indica que há impacto ambiental iminente e o acúmulo desses contaminantes nessa matriz é mais significativo quando comparado à água. Portanto, as amostras de sedimento analisadas mostraram que essa matriz retrata de maneira mais confiável a qualidade do ecossistema.