VI AVALIAÇÃO DA POLUIÇÃO POR METAIS PESADOS NOS SEDIMENTOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO GRAVATAÍ, RS

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1 22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro 23 - Joinville - Santa Catarina VI AVALIAÇÃO DA POLUIÇÃO POR METAIS PESADOS NOS SEDIMENTOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO GRAVATAÍ, RS Maria Lucia Kolowski Rodrigues(1) Engenheira Química do Setor de Análise de Metais da DQUIM/DLAB - FEPAM/RS, graduada pela UFRGS. Mestre em Ciências Ambientais pelo Programa de Pós-Graduação em Ecologia da UFRGS. Doutoranda em Geoquímica Ambiental pelo Programa de Pós- Graduação em Geociências da UFRGS. Enio Henriques Leite Engenheiro Químico do Departamento de Qualidade Ambiental da FEPAM/RS, graduado pela UERJ. Especialista em Engenharia de Saúde Pública (FIOCRUZ), Ecologia Humana (UNISINOS), Planejamento e Administração de Recursos Ambientais (UFBA). Celso Troian de Carvalho Químico do Setor de Análise de Metais do Departamento de Laboratórios da FEPAM/RS, graduado pela PUC/RS. Ângela Barcelos Corrêa Química do Setor de Análise de Metais do Departamento de Laboratórios da FEPAM/RS, graduada pela PUC/RS. Suzi Mabel Volkmann Koch Acadêmica do Curso de Química na ULBRA. Estagiária no Departamento de Laboratórios da FEPAM (fevereiro de 2 a março de 22). Bolsista do CNPq (abril de 22 a junho de 23).

2 Endereço(1): Rua Aurélio Porto, nº 45 - Bairro Partenon - Porto Alegre - RS - CEP 962/9 - Brasil - Tel: XX Fax: XX labquimfepam@fepam.rs.gov.br RESUMO Com o objetivo de caracterizar áreas impactadas por atividades antrópicas na Bacia Hidrográfica do Guaíba, avaliou-se neste estudo o teor total de metais pesados nos sedimentos da sub-bacia do Rio Gravataí, conforme previsto no Projeto Pró-Guaíba do Governo do Estado do Rio Grande do Sul. Em janeiro e julho de 2, realizaram-se duas expedições de coleta, em sete diferentes locais, no Arroio Chico Lomã, no Banhado Grande e ao longo do curso do Rio Gravataí. Na análise de Cu, Ni, Zn e Cr, procedeu-se a digestão das amostras na fração silte-argila, segundo o método EPA352, com leitura em ICP/OES. Para Hg, utilizou-se o método de digestão EPA351, com determinação por EAA/geração de vapor a frio. No processamento dos dados, empregou-se estatística descritiva e o índice de poluição cumulativo, que considera o efeito aditivo da presença dos elementos selecionados, ao longo dos pontos de amostragem. Para avaliação da fração antropogênica dos metais, adotou-se a concentração do nível basal estimado na área como equivalente à porção litogênica, sendo o excedente vinculado à poluição. Os resultados mostraram segregação de duas zonas na bacia, diferenciadas pelo grau de poluição. A primeira, praticamente não poluída ou com baixo grau de poluição, estendeu-se do Arroio Chico Lomã, passando pelo Banhado Grande, até o Passo dos Negros. A melhor qualidade dos sedimentos no banhado indicou possibilidade de utilização deste local como referência para os metais avaliados no Rio Gravataí. Por apresentar elevação nos teores de Ni e Cr, bem como características geoquímicas diferenciadas dos demais pontos, a foz do Arroio Chico Lomã, localizada a montante do Banhado Grande, não foi considerada adequada para utilização como controle no monitoramento dos sedimentos da bacia. A segunda zona, considerada poluída, estendeu-se do ponto situado a jusante da cidade de Cachoeirinha até a foz do Rio Gravataí. O maior índice de poluição ocorreu com a entrada das águas do Arroio da Areia, receptoras de águas residuárias de Porto Alegre. Esse enriquecimento cumulativo foi causado, em maior parte, pelo aumento dos teores de Zn, Hg e Cr nos sedimentos. A estimativa da fração antropogênica dos metais também mostrou comprometimento do trecho final do rio, onde ocorreram percentuais médios mais elevados para Zn (85%), seguido de Cu (83%), Ni (75%), Cr (69%), e Hg (67%). Os locais com sedimentos mais contaminados por metais apresentaram águas com menores concentrações de oxigênio dissolvido e maiores valores de condutividade e sólidos dissolvidos totais. PALAVRAS-CHAVE: Sedimento, metais pesados, índice de poluição, fração antropogênica, Rio Gravataí.

3 INTRODUÇÃO Nos ecossistemas aquáticos, o sedimento de fundo representa o principal compartimento de acumulação, reprocessamento e transferência de metais pesados (FÖRSTNER & WITTMAN, 1981). Os sedimentos, além de fornecerem habitat, alimentação e áreas de desenvolvimento para muitos organismos aquáticos (GUCHTE & LEEUWEN, 1988), têm fundamental importância no estudo da evolução histórica dos ecossistemas aquáticos e dos ecossistemas terrestres adjacentes (ESTEVES, 1988). Segundo este autor, também são importantes para a avaliação da intensidade e formas de impacto a que os ecossistemas estão ou estiveram submetidos. Adicionalmente, a análise dos sedimentos fornece uma boa indicação sobre a geologia e a composição química e mineralógica na Bacia Hidrográfica. Especial atenção deve ser conferida à interação entre água e sedimento, pois a interface entre estes dois compartimentos atua ao mesmo tempo como depósito e fonte para os metais presentes no sistema aquático (FÖRSTNER & WITTMAN, 1981). Nos últimos anos, é crescente o interesse dos órgãos de proteção ambiental na elaboracão de diagnósticos sobre a acumulação de metais pesados antropogênicos nos sedimentos fluviais. Mesmo que tenha cessado a descarga de poluentes e significativas melhorias tenham ocorrido na qualidade da água, o sedimento contaminado permanece como fonte contínua de risco aos organismos aquáticos, devido à possibilidade de remobilização dos metais por ação microbiana ou alterações físico-químicas do meio circundante. Na caracterização de metais pesados nos sedimentos, é importante empregar uma abordagem capaz de diferenciar os metais originários de uma contribuição natural daqueles de origem antrópica, com maior mobilidade e potencialmente mais disponíveis para a biota. Essa fase com maior disponibilidade potencial não demonstra, em geral, associação com o tipo de rocha que origina o sedimento, fornecendo informações sobre os metais mais fracamente ligados, que incluem aqueles originários de águas poluídas. Neste estudo, avaliou-se a distribuição espacial de cobre, níquel, zinco, cromo e mercúrio nos sedimentos superficiais da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí (RS), visando caracterizar áreas impactadas por atividades antrópicas, conforme previsto no Projeto Pró- Guaíba, desenvolvido pelo Governo do Estado do Rio Grande do Sul. Para identificação dos locais mais contaminados por esses metais, empregou-se o índice de poluição cumulativo, que considera o efeito aditivo da presença dos elementos metálicos, ao longo dos pontos de amostragem. O emprego desse índice possibilita avaliar o grau de poluição por metais nos sedimentos, ao estabelecer uma comparação dos teores obtidos com um valor de referência, que pode ser a concentração do folhelho médio, mundialmente utilizada, ou o nível basal estimado para a área em estudo. Adicionalmente, estimou-se o percentual dos metais com origem antrópica, a partir da concentração total dos elementos analisados, considerando o nível basal da área como equivalente à fração litogênica, sendo o excedente vinculado à poluição. MATERIAIS E MÉTODOS ÁREA DE ESTUDO

4 A Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, com uma área de aproximadamente 2 km2, situa-se na região nordeste do Rio Grande do Sul (Figura 1). Estende-se ao longo de oito municípios - Alvorada, Cachoeirinha, Canoas, Glorinha, Gravataí, Santo Antônio da Patrulha, Viamão e Porto Alegre, com 76% de sua área totalmente inserida na região metropolitana da capital gaúcha, o que caracteriza a região como densamente urbanizada, abrangendo grandes centros populacionais e importantes pólos industriais. O Rio Gravataí é um dos formadores da Bacia Hidrográfica do Guaíba e caracteriza-se por ser um rio de planície, de baixa velocidade média, sinuoso e meandrante, com cerca de 2 km em canal artificial, aberto na década de 6 pelo Departamento Nacional de Obras e Saneamento (DNOS), no trecho desde jusante do Banhado Grande até a Olaria Velha. Em suas cabeceiras, localizam-se o Banhado Grande, com cerca de 5 km2, e o Banhado dos Pachecos, com aproximadamente 22 km2. O primeiro, além de sua importância ambiental, atua como regularizador do Rio Gravataí, amortecendo cheias em períodos chuvosos e liberando volumes de água acumulados nas estiagens. A Bacia do Gravataí apresenta duas regiões com características distintas de ocupação do solo. Na área superior, que abrange os banhados, predomina a agropecuária, sendo a água utilizada principalmente na irrigação de lavouras de arroz. Na área inferior, onde prevalece o uso urbano-industrial, a água do rio é utilizada em maior quantidade para abastecimento público das cidades de Alvorada, Gravataí e parte de Cachoeirinha, além de servir como receptora de grande carga de despejos domésticos e industriais, que são fontes potenciais de metais pesados (ORTIZ, 2). Figura 1: Localização da área de estudo e dos pontos de coleta investigados na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, RS, em janeiro e julho de 2. COLETA, PREPARAÇÃO E ANÁLISE DAS AMOSTRAS DE SEDIMENTOS No ano de 2, realizaram-se duas expedições a campo para coleta das amostras - uma em período de estiagem (janeiro) e outra em período de cheia (julho). Avaliaram-se sete locais (Tabela 1), sendo um no tributário denominado Chico Lomã e dois no Banhado Grande (faces Oeste e Leste), investigados para possível estimativa do nível basal dos metais na área de estudo. Selecionaram-se os quatro pontos restantes ao longo do Rio Gravataí. Tabela 1: Descrição dos pontos de coleta de sedimento superficial na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, realizada no ano de 2. IDENTIFICAÇÃO

5 NO MAPA PONTO DE COLETA LOCALIZAÇÃO COORDENADAS GEOGRÁFICAS 1 Chico Lomã Foz do Arroio Chico Lomã 29o56 1 S 5o36 5 O 2 Banhado Grande Oeste Banhado Grande 29o57 54,6 S 5o44 14,4 O 3 Banhado Grande Leste Banhado Grande 29o57 2,4 S 5o39 27 O 4 Passo dos Negros Rio Gravataí - 37 km da foz 29o57 55 S 5o56 52 O 5

6 Cachoeirinha Rio Gravataí - 8 km da foz; a jusante de Cachoeirinha 29o57 16 S 51o7 36 O 6 Foz do Arroio da Areia Rio Gravataí - 6 km da foz 29o57 37 S 51o8 34 O 7 Foz do Rio Gravataí Rio Gravataí - 2 km da foz 29o58 6 S 51o11 42 O As amostras de sedimento superficial, representativas de uma poluição mais recente, foram coletadas com draga de Petersen e transportadas ao laboratório sob refrigeração a 4oC. Imediatamente após a chegada, foram peneiradas com água do próprio local de coleta, através de malha de nylon com 63 µm de abertura, para separação da fração silte/argila. Após secagem em estufa, a uma temperatura <4oC, as amostras foram desagregadas em gral de ágata e encaminhadas para a análise de metais. Para obtenção do teor total de cobre, níquel, zinco e cromo, a solubilização das amostras seguiu o método EPA352 (1996), que recomenda o emprego dos ácidos fluorídrico, nítrico e clorídrico, com aquecimento por microondas, sob pressão, em tubos selados de PTFE. Após adição de ácido bórico, para eliminação do excesso de ácido fluorídrico, quantificaram-se os metais selecionados por espectrometria de emissão por plasma indutivamente acoplado (ICP/OES). Na análise de mercúrio, utilizou-se a metodologia EPA351 (1996), que envolve digestão por microondas com ácido nítrico, com posterior determinação por espectrometria de absorção atômica (EAA), com geração de vapor a frio, após redução do metal com boro-hidreto de sódio. Analisou-se simultaneamente o material de referência CANMET STSD-4, válido para sedimentos de água corrente, com recuperação média de 91% para os elementos investigados, à exceção do Cr (75%). No processamento das amostras e padrões, sempre realizado em duplicata, utilizaram-se

7 reagentes p.a., previamente testados quanto ao teor de metais, além de água ultrapurificada. Cada conjunto de análises foi acompanhado pela determinação de duas provas em branco. ANÁLISE DOS DADOS Na análise dos dados, verificou-se inicialmente o comportamento espacial e temporal das variáveis, estabelecendo comparações com dados compilados na literatura para sedimentos de diferentes rios e valores internacionais de referência. Para tanto, empregou-se Estatística descritiva, com a obtenção da média, máximo e mínimo para os sedimentos avaliados. Para uma melhor visualização, foram elaborados gráficos apresentando o comportamento das variáveis, ao longo da bacia. Com o objetivo de facilitar a identificação dos locais de coleta mais contaminados pelos metais selecionados, calculou-se o índice cumulativo descrito por SINGH (21), onde o valor tomado como referência, seja o nível basal ou o folhelho médio, é arbitrado como equivalente a 1 unidades. Como na aplicação dessa metodologia foram considerados cinco elementos (cobre, níquel, zinco, cromo e mercúrio), o somatório dos valores referenciais correspondeu a 5 unidades, que serviram como base para o cálculo do enriquecimento cumulativo desses metais. Para cada amostra, somaram-se as concentrações encontradas na análise individual dos cinco elementos. Os fatores de enriquecimento cumulativo foram determinados após subtrair 5 unidades do valor obtido e dividir o resultado novamente por 5. Os resultados foram lançados em gráfico, para identificação de tendências espaciais. A utilização desse índice teve por objetivo avaliar o grau de poluição dos sedimentos da bacia, através da comparação dos teores totais dos metais avaliados com o nível basal estimado para a área e com um padrão de referência utilizado mundialmente (folhelho médio). A aplicação de tais índices permite verificar a intensidade da contaminação dos sedimentos e estabelecer comparações com resultados obtidos em outros estudos. Deve ser salientado que a aplicação de índices de poluição desconsidera que os efeitos adversos causados pela presença de elementos-traço não se relacionam apenas com a ordem de grandeza da concentração, mas também com a toxicidade específica de cada poluente, a sensibilidade do meio e a ocorrência de sinergismo (LAYBAUER, 1999). Considerando que nesta etapa dos trabalhos não se dispunha do teor correspondente aos metais potencialmente móveis, altamente vinculados à contribuição da atividade humana, foi necessário buscar uma ferramenta capaz de estimar a fração antropogênica a partir da concentração total dos elementos analisados. Assim, optou-se pela técnica utilizada por SINGH (21), que considera a concentração do folhelho médio como equivalente à fração litogênica, sendo o excedente vinculado à poluição. Neste estudo, foi tomada como base a estimativa do background geoquímico, uma vez que o folhelho médio não expressa as condições naturais existentes na área de estudo. Para o cálculo da fração antropogênica, utilizou-se a seguinte fórmula:

8 FA = 1 FL = 1 [(Cb/Cn)*1], onde FA = fração antropogênica do metal considerado nos sedimentos FL = fração litogênica do metal considerado nos sedimentos Cb = concentração média de background do metal nos sedimentos da área de estudo Cn = concentração do metal nos sedimentos do local considerado RESULTADOS E DISCUSSÃO DESCRIÇÃO DO COMPORTAMENTO DAS VARIÁVEIS Como não ocorreram diferenças expressivas entre os resultados obtidos para a concentração total de metais nas duas datas de coleta, foi possível representar os pontos de amostragem através da média dos valores encontrados para cada metal (Figura 2). A Tabela 2 apresenta os resultados da aplicação de Estatística descritiva para os dados globais deste estudo, enquanto a Tabela 3 compara os valores médios obtidos para as variáveis monitoradas na Bacia do Rio Gravataí com a média dos pontos selecionados como controle (Banhado Grande Oeste e Leste) e dados compilados em diferentes publicações científicas. Verificou-se, em especial, que os sedimentos da Bacia do Gravataí apresentaram expressivos teores de zinco em relação ao nível basal estimado, sendo comparativamente superiores aos detectados em estudo anterior realizado na Bacia do Rio Caí (RODRIGUES, 1997), também pertencente à Bacia Hidrográfica do Guaíba. De acordo com a EPA (THOMAS, 1987), os sedimentos da bacia do Gravataí poderiam ser classificados como moderadamente poluídos em relação a zinco, bem como para cobre e cromo. Considerando a maioria dos metais analisados, o Arroio Chico Lomã apresentou teores acima do que poderia ser considerado como o nível basal no Rio Gravataí, especialmente no que se refere a cromo e níquel. Para avaliar se os teores mais elevados desses metais constituem uma característica natural ou se envolvem contribuição de fontes antrópicas, seria necessária uma avaliação dos sedimentos nas nascentes do Chico Lomã. Segundo ORTIZ (2), o Arroio Veadinho, que desemboca no Chico Lomã a montante do ponto de amostragem, contribui com cargas de esgotos domésticos e efluentes industriais de Santo Antônio da Patrulha. Neste município, a quase totalidade dos resíduos industriais de Classe I são gerados pela indústria do couro (ORTIZ, 2). Assim, por apresentar características geoquímicas distintas dos demais locais e provavelmente estar impactado por atividades antropogênicas, não seria recomendável utilizar este ponto de coleta como referência para os sedimentos da bacia.

9 Figura 2: Concentração total média de cobre, níquel, zinco, cromo e mercúrio nos sedimentos superficiais da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, coletados em janeiro e julho de 2 (fração < 63 m m, base seca). Tabela 2 - Estatística descritiva para os dados globais de monitoramento do sedimento de fundo da Bacia Hidrográfica do rio Gravataí (RS), realizado em janeiro e julho de 2. PARÂMETRO n MÉDIA MÍN MÁX Cu (mg/kg) 14 49,2 13,7 125 Ni (mg/kg) 14 14,8 2,2 28,6 Zn (mg/kg) 14

10 175 31,7 413 Cr (mg/kg) 14 68,7 27,3 176 Hg (m g/kg) ,1 33 Tabela 3: Comparação dos valores médios obtidos para as variáveis monitoradas nos sedimentos da Bacia do Rio Gravataí com a média dos pontos selecionados como controle (Banhado Grande Oeste e Leste) e com dados compilados na literatura. LOCAIS Cu Ni Zn Cr Hg (mg/kg) (mg/kg)

11 (mg/kg) (mg/kg) (ug/kg) Rio Gravataí (média) (*1 ) 49,2 14, ,7 142 Banhado Grande - Ponto Controle (média) (*1 ) 15,4 5,94 46,6 28,2 7,6 Rio Caí (média) (*2 ) 12 5, * CA21 - Ponto Controle (média) (*2 ) 52,4

12 9,7 8,5 18, * Rio Amarelo, China (não poluído) (*3) 9, * 4, 32, * Rio Reno - background no Lago Constance (*4) 3, 55, 124 5, 2 Rio Reno, Alemanha (trecho poluído) (*5) Folhelho médio (*6 ) 39

13 Média mundial sedimentos (*6 ) (*8) Sedimentos fortemente poluídos (*7) > 5 > 5 > 2 > 75 > 1 Sedimentos moderadamente poluídos (*7) 25 a 5 2 a 5 9 a 2 25 a 75 * Sedimentos não poluídos (*7)

14 < 25 < 2 < 9 < 25 < 1 (*) Ausência do dado (*1 ) Este estudo (*2 ) Rodrigues (1997) (*3 ) Hong & Förstner (1983)(*4) Förstner et alii (1972, apud Förstner &Witmann,1981) (*5) Banat et alii (1972, apud Förstner &Witmann,1981) (*6 )Bowen (1979) (*7) Classificação EPA para disposição de sedimentos dragados (Thomas, 1987) (*8) Salomons & Förstner (1984, apud Malm,1991) ÍNDICE CUMULATIVO DE ENRIQUECIMENTO DOS METAIS PESADOS Os resultados indicaram as menores concentrações dos metais avaliados nos sedimentos do Banhado Grande, sendo utilizados os valores médios deste local como referência no cálculo do índice cumulativo (Cu=15,4; Ni=5,94; Zn=46,4; Cr=28,2 e Hg=,7 mg/kg). Paralelamente, utilizaram-se como padrões de comparação as concentrações do folhelho médio (Cu=39; Ni=68; Zn=12; Cr=9 e Hg=,18 mg/kg). A Figura 3 apresenta os resultados do cálculo do índice cumulativo de enriquecimento dos metais investigados. Verificou-se que, mesmo calculando este índice em relação a dois valores referenciais distintos (folhelho médio e nível basal estimado), as curvas de variação resultantes apresentaram igual comportamento, ressaltando os locais com maior contaminação. Entretanto, como as concentrações de metais referentes ao folhelho médio muitas vezes ultrapassaram os teores encontrados nos sedimentos em estudo, resultando em valores negativos para o índice cumulativo, considerou-se mais adequado, nesse caso, o emprego do nível basal. Com a utilização dessa ferramenta foi possível identificar duas zonas distintas na Bacia do Rio Gravataí, vinculadas ao grau de poluição dos sedimentos:

15 a) Zona praticamente não poluída ou com baixo grau de poluição correspondente aos pontos de coleta do Banhado Grande e Passo dos Negros, além do Arroio Chico Lomã, onde se pôde observar uma pequena elevação do índice cumulativo. Concluiu-se que a montante do Banhado Grande pode estar ocorrendo poluição por alguns dos metais investigados (cromo e níquel) e que os sedimentos do arroio Chico Lomã não podem ser tomados como ponto controle para o restante da Bacia do Gravataí. Neste primeiro trecho, verificaram-se as seguintes concentrações médias dos metais investigados: Cu=16,9; Ni=8,; Zn=56,2; Cr=38,9 e Hg=,7 mg/kg. b) Zona poluída que iniciou a 8 quilômetros da foz do Rio Gravataí, com o aporte de resíduos industriais e urbanos das cidades de Gravataí, Alvorada, Cachoeirinha e zona norte de Porto Alegre. Verificou-se o valor máximo poluição a 6 quilômetros da foz do Gravataí, com a entrada das águas do Arroio da Areia, receptoras de parte dos despejos da cidade de Porto Alegre. Este enriquecimento cumulativo foi causado, em maior grau, pelo aumento dos teores de zinco, mercúrio e cromo nos sedimentos. Na foz do Rio Gravataí, constatouse um pequeno decréscimo do índice cumulativo, provavelmente devido à diluição dos poluentes lançados pelo Arroio da Areia. No segundo trecho, observaram-se as seguintes concentrações médias nos sedimentos: Cu=92,4; Ni=23,9; Zn=333; Cr=18 e Hg=,24 mg/kg. Figura 3: Variação espacial do índice cumulativo médio de enriquecimento dos metais cobre, níquel, zinco, cromo e mercúrio, calculado em relação ao folhelho médio e ao nível basal estimado, nos sedimentos superficiais da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí coletados em janeiro e julho de 2 (fração < 63 µm, base seca). ESTIMATIVA DA FRAÇÃO ANTROPOGÊNICA DOS METAIS PESADOS A observação da Tabela 4 e da Figura 4, onde se apresentam os resultados do cálculo da fração antropogênica estimada, demonstrou que o maior aporte de metais resultante da atividade humana ocorreu a partir do ponto de coleta a jusante da cidade de Cachoeirinha, no trecho final do Rio Gravataí. Verificou-se ainda que o Arroio Chico Lomã, apesar de não estar poluído por mercúrio, também pode estar recebendo uma contribuição pontual ou difusa quanto aos demais elementos avaliados neste estudo. Entretanto, este fato deveria ser confirmado através da avaliação de um ponto controle específico para este tributário, uma vez que, apenas para fins de comparação, utilizaram-se nesse estudo, como referencial do Chico Lomã, as concentrações médias detectadas no Banhado Grande, a jusante da desembocadura do arroio. Nos últimos 8 km do Rio Gravataí, a estimativa da fração antropogênica dos metais mostrou um percentual médio mais elevado para Zn (85%), seguido de Cu (83%), Ni (75%), Cr (69%) e Hg (67%).

16 Tabela 4: Estimativa da fração antropogênica dos elementos-traço nos sedimentos coletados na Bacia Hidrográfica do Rio Caí (RS), em janeiro e julho de 2, considerando o percentual dos metais acima do nível de background Local Cu Ni Zn Cr Hg % natural % antrópico % natural % antrópico % natural % antrópico % natural % antrópico % natural

17 % antrópico Arroio Chico Lomã 75,3 24,7 47,9 52,1 68,2 31,8 46,8 53,2 1 Banhado Grande Oeste

18 Banhado Grande Leste Passo dos Negros 94,5 5,5 76,9 23,1 74,3 25,7 72,8 27,2 1 Rio Gravataí -Cachoeirinha

19 15,4 84,6 3,5 69,5 19,3 8,7 47,6 52,4 46,8 53,2 Foz do Arroio da Areia 16,5 83,5 22,9 77,1 11,8 88,2 17,7 82,3 22,4 77,6 Foz do Rio Gravataí 18,4 81,6

20 22,7 77,3 13, 87, 26,4 73,6 28,3 71,7 Figura 4: Representação gráfica da fração antropogênica estimada para cobre, níquel, zinco, cromo e mercúrio nos sedimentos na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí (RS), coletados em janeiro e julho de 2, considerando o percentual dos metais acima do nível de background Visando estabelecer comparações com os locais cujos sedimentos mostraram-se mais poluídos por atividades antrópicas, construiu-se um gráfico com dados de qualidade da água levantados no momento da coleta (Figura 5). Os resultados indicaram curvas semelhantes de tendência com relação às variáveis condutividade e sólidos totais dissolvidos, além de um comportamento inverso para oxigênio dissolvido. Verificou-se que os pontos de coleta com sedimentos mais contaminados pelos metais investigados apresentavam águas com valores mais elevados de condutividade e sólidos totais dissolvidos, além de concentrações menores de oxigênio dissolvido, demonstrando, mais uma vez, um maior grau de poluição por atividades antrópicas no último trecho do Rio Gravataí. Figura 5: Variação espacial de sólidos dissolvidos totais, oxigênio dissolvido e condutividade, nas águas da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí (RS), em julho de 2 CONCLUSÕES Os sedimentos coletados no Banhado Grande apresentaram uma melhor qualidade ambiental quanto aos metais investigados e poderiam ser utilizados como controle do Rio Gravataí para os elementos cobre, níquel, zinco, cromo e mercúrio. Na identificação dos

21 locais mais poluídos da bacia, mesmo o Passo dos Negros ainda poderia ser tomado como referência para esses metais. O Arroio Chico Lomã, localizado a montante do Banhado Grande, apresentou características geoquímicas diferenciadas em relação aos demais pontos de coleta, com concentrações de cromo e níquel superiores aos locais selecionados como referência. Para avaliar se os teores mais elevados desses metais constituem uma característica natural ou se envolvem contribuição de fontes antrópicas, provavelmente instaladas no município de Santo Antônio da Patrulha, seria necessária uma avaliação futura dos sedimentos nas nascentes do Chico Lomã. Assim, por apresentar características naturais distintas e provavelmente estar impactado por atividades antropogênicas, não é recomendável utilizar este ponto de coleta como referência para os sedimentos da bacia. O emprego do índice de enriquecimento cumulativo na análise dos dados permitiu a segregação de duas zonas na Bacia Hidrográfica do Gravataí, diferenciadas pelo grau de poluição dos sedimentos. A primeira, praticamente não poluída ou com baixo grau de poluição, estendeu-se do Arroio Chico Lomã até o Passo dos Negros. No trecho final do Rio Gravataí, com inicio a 8 km da foz, um aumento expressivo do teor de metais indicou uma área impactada pelo aporte de resíduos industriais e urbanos de Gravataí, Alvorada, zona norte de Porto Alegre e Cachoeirinha. A comparação com dados compilados na literatura e com o estudo prévio realizado nos sedimentos do Rio Caí, também pertencente à Bacia Hidrográfica do Guaíba, apontou uma expressiva concentração de zinco no trecho final do Rio Gravataí, a jusante do Passo dos Negros. Mesmo considerando que os efeitos adversos causados pela presença de metais não se relacionam apenas com a ordem de grandeza da concentração, mas também com a toxicidade de cada poluente, as características do meio e a ocorrência de sinergismo ou antagonismo (Laybauer, 1999), o índice cumulativo de enriquecimento permitiu expressar graficamente uma síntese dos resultados, constituindo uma ferramenta acessível e de fácil entendimento para divulgação do estudo ao público em geral. A estimativa da fração antropogênica dos elementos cobre, níquel, zinco, cromo e mercúrio, obtida por comparação das concentrações médias totais desses elementos com o nível basal estimado para a área, também mostrou um maior comprometimento no trecho final do Rio Gravataí, seguido pelo Arroio Chico Lomã. Os resultados mostraram coerência quando comparados com parâmetros ambientais determinados simultaneamente em amostras de água. Verificou-se que locais com sedimentos mais contaminados por metais apresentavam águas com menores concentrações de oxigênio dissolvido e maiores teores de condutividade e sólidos dissolvidos totais. Deve-se salientar que o resultado obtido para a fração antropogênica corresponde a uma estimativa, sendo necessário o emprego posterior de técnicas analíticas adequadas, que permitam a identificação dos elementos com maior mobilidade e potencialmente mais disponíveis para a biota, a partir de sedimento de fundo. Paralelamente, também é importante a realização da análise de diversidade bentônica e de bioensaios com os sedimentos investigados. A topografia baixa e plana na parte central da Bacia do Gravataí, o escoamento fluvial lento, o represamento das águas na região da foz e a possibilidade de inversão do fluxo

22 podem conferir à bacia características predominantemente acumuladoras em relação aos elementos metálicos. Mesmo assim, existe a necessidade de avaliar, futuramente, a possibilidade de ocorrência de condições ambientais propícias para a exportação de metais para o lago Guaíba, cujas águas abastecem a cidade de Porto Alegre. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BEUER, K, JERNELÖV, A. Sources, transport and transformation of metals in the environment. IN: Handbook on the Toxicology of Metals. Edited by L.Friberg el al. [ Amsterdam ] : Elsevier/North- Holland Biomedical Press, cap.4, p.41-63, EPA (U.S. Environmental Protection Agency). Method EPA 351 Microwave assisted acid digestion of sediments, sludges, soils and oils EPA (U.S. Environmental Protection Agency). Method EPA 352 Microwave Assisted Acid Digestion of Siliceous and Organically Based Matrices BOWEN, H.J.M. Environmental chemistry of the elements. London: Academic Press, p. ESTEVES, F. de A. Fundamentos de Limnologia. Rio de Janeiro: Interciência / FINEP, p. FÖRSTNER, U., WITTMAN, G.T.W. Metal pollution in the aquatic environment. 2.ed. Berlin: Springer-Verlag, p. GUCHTE, C. van de, LEEUVEN, C.J. van. Sediment pollution. IN: Manual on aquatic ecotoxicology. Edited by Kruijf, H.A.M. de, Zwart, D.de, Viswanathan, P.N., Ray, P.K. New Delhi: Allied Publishers Provate, Cap.29, p (Proccedings of the Indo- Dutch Training Course on Aquatic Ecotoxicology, 1988, India). HONG, Y.T., FÖRSTNER, U. Speciation of heavy metals in Yellow river sediment. IN: International conference on heavy metals in the environment, 1983, Heidelberg. Abstracts... Heidelberg, v.2, p LAYBAUER, L. Diagnóstico ambiental de ecossistemas aquáticos usando elementos-traço no sedimento. Porto Alegre, Monografia de Qualificação ao Doutorado - Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, p. MALM, O. Contaminação ambiental e humana por mercúrio na região garimpeira de ouro do rio Madeira, Amazônia. Rio de Janeiro, Tese (Doutorado em Ciências) - Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, p.

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