PRODUTO 1. Sub-Projeto: Caracterização da Carga de Sedimentos dos Rios Madeira e Solimões/Amazonas OTCA/GEF/UNEP GEFAM

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1 PRODUTO 1 Sub-Projeto: Caracterização da Carga de Sedimentos dos Rios Madeira e Solimões/Amazonas Projeto: Gerenciamento Integrado e Sustentável dos Recursos Hídricos Tranfronteiriços na Bacia Hidrográfica Amazônica Considerando a Variabilidade e a Mudança climática. OTCA/GEF/UNEP GEFAM Coordenação: Naziano Pantoja Filizola Júnior Manaus AM, 2012

2 Projeto Gerenciamento Integrado e Sustentável dos Recursos Hídricos Tranfronteiriços na Bacia Hidrográfica Amazônica Considerando a Variabilidade e a Mudança climática OTCA/GEF/UNEP GEFAM Sub-Projeto Caracterização da Carga de Sedimentos dos Rios Madeira e Solimões/Amazonas Coordenação: Naziano Pantoja Filizola Júnior OBJETIVO GERAL DO SUB-PROJETO: Caractarização da Carga de Sedimentos dos Rios Madeira e Solimões/Amazonas OBJETIVOS ESPECÍFICOS DO SUB-PROJETO: Desenhar um programa de amostragem de sedimentos no Rio Madeira e na bacia do Rio Solimões; Realizar companha de coleta de amostras incluindo amostras de água, sedimetnos em suspensão e de sedimentos de fundo do rio; Conservar as amostras de acordo com os métodos padrão de analises de sedimentos e água; Realizar análise de laboratório nas amostras coletadas. OBJETIVO DO PRESENTE DOCUMENTO Apresentação o PRODUTO 1: Plano estratégico para a execução do projeto incluíndo metodologia detalhada de trabalho e o índice detalhado do relatório final

3 Plano estratégico para execução do Sub-Projeto 1. Programa de amostragens para a coleta e análise de amostras de sedimentos e água dos principais afluentes do Rio Amazonas Locais de amostragens Os locais de amostragem (Figura 1) se encontram abaixo listados. Foram escolhidos em função da existência de estação hidrométricas na área operadas pelos serviços nacionais, que serão contatados a tempo e a hora para obtenção de dados de cota e vazão, necessários para dar o contexto do estudo. Figura 1. Estações ORE/HYBAM (Vermelho). Estações a serem amostradas no Projeto GEFAM (Azul) Sistema Fluvial Madeira/Amazonas Em território Boliviano: Rio Beni em Rurrenabaque, Rio Beni em Riberalta, Rio Mamoré em Guiara-Mirim Em território Brasileiro:

4 Rio Madeira em Porto Velho, Rio Madeira em Humaitá, Rio Madeira em Manicoré e Rio Madeira em Fazenda Vista Alegre/Borba, Rio Amazonas em Jatuarana, Rio Amazonas em Itacoatiara, Rio Amazonas em Parintins, Rio Amazonas em Óbidos e Rio Amazonas em Santarém (Prainha) Sistema Fluvial Solimões/Amazonas Em território Peruano/Colombiano: Rio Amazonas em Tamshiyacu, Rio Amazonas em Nazareth/Tabatinga, Em território Brasileiro: Rio Solimões em Santo Antônio do Iça, Rio Solimões em Fonte Boa, Rio Solimões em Tefé, Rio Solimões em Itapéua, Rio Solimões em Manacapuru, Rio Amazonas em Jatuarana, Rio Amazonas em Itacoatiara, Rio Amazonas em Parintins, Rio Amazonas em Óbidos e Rio Amazonas em Santarém (Prainha) 1.2. Atividades a serem realizadas nas campanhas de amostragem As campanhas serão relalizadas com carro (território boliviano) e com barcos regionais com apoio de pequenas lanchas deslizadoras ou voadeiras (território Peruano, Colombiano e Brasileiro). Além das amostragens serão realizadas medições de vazão com uso de equipamento Doppler. Com os dados de vazão e os dados de concentração de elementos obtidos serão realizados cálculos de fluxo seguindo os procedimentos descritos em Filizola e Guyot (2004) e em Filizola e Guyot (2011) Campanha de amostragem em campo (execução) Período de coleta de amostras de água, de sedimentos em suspensão e do leito e/ou do fundo do rio. Serão realizadas campanhas de campo ao longo dos dois sistemas fluviais: Madeira/Amazonas e

5 Solimões/Amazonas. Essas campanhas serão realizadas desde o território boliviano, no caso do Sistema Fluvial Madeira/Amazonas, e desde o território peruano no caso do Sistema Fluvial Solimões/Amazonas. O ponto final de cada uma das campanhas será a cidade de Santarém no Estado do Pará Brasil. As campanhas serão realizada no período de águas baixas e/ou no período de águas altas. Necessariamente o trecho Amazonas (Brasil) será coberto nos dois períodos. Previsão atual é de realização das campanhas em fevereiro e setembro de 2013, representando registros de indicadores ambientais em diferentes fases hidrológicas da região Amazônica. As campanhas de campo serão realizadas com apoio das equipes do Observatório Ambiental HYBAM em cada um dos países envolvidos, bem como do Instituto Francês de Pesquisas para o Desenvolvimento (IRD) que dá suporte ao funcionamento do Observatório supra-citado Edição de relatório de campanha; Um relatório de atividades será elaborado após a realização de cada uma das campanhas de campo contendo: Introdução (Explanação geral da região visitada e quanto a itens de relevância quanto à temática específica da expedição sedimentos; que mereçam ser detalhados. Objetivos da campanha Metodologias empregadas em campo Resultados imediatos obtidos (estatística do quantitativo das amostras coletadas por dia, por rio, etc.; roteiro percorrido com descrição de atividades realizadas, período do ciclo hidrológico onde foram coletadas as amostras, dados de vazões medidas e de cota, quando possível, demais informações de importância) Conclusões 1.3. Modo de amostragem, conservação e análise das amostras em campo; O diagnóstico de qualidade de ambientes aquáticos amazônicos, Rios Solimões/Amazonas e Madeira, será proporcionado pela determinação de indicadores ambientais físicos e químicos. O estudo busca avaliar a contaminação da água e dos sedimentos próximos a municípios e estações de medições hidrológicas, podendo relacionar a determinação de indicadores ambientais com fontes potenciais de poluentes existentes na região. Visa fornecer subsídios de linha de base pela medição de indicadores de qualidade de ambientes aquáticos relacionando-os com a resoluções ambientais nacionais e internacionais adequadas para comparação de resultados obtidos (CONAMA ; Environment Canada, 1999; EPA, 1997). O levantamento de substâncias contaminantes no sistema fluvial SolimõesAmazonas e Madeira/Amazonas envolverá a coleta de amostras de águas superficiais, de sedimentos em suspensão e de sedimento de fundo em número definido de acordo com o quantitativo indicado anteriormente, quanto ao número de pontos a serem amostrados, seguindo o planejamento para a realização de duas campanhas de amostragens, buscando indicar a qualidade dos ambientes aquáticos estudados Coleta de água e de sedimento As metodologias de coletas e análises físicas e químicas de indicadores de qualidade deverão seguir a metodologia proposta pelo Standard Methods for Water and Wastewater Examination da American Public Health Association (APHA, 2005) de forma a que os dados obtidos possam ser

6 comparados com padrões nacionais e internacionais. As coletas de água serão realizadas em 10 a 30 cm da superfície dos corpos d água. A obtenção das amostras será realizada através da imersão de garrafa coletora van Dorn para direcionamento de amostras aos frascos de armazenamento, seguindo os critérios de preservação para os parâmetros ou grupos de parâmetros. Todas as amostras necessitam de resfriamento a 4 ºC. Os parâmetros de ph, temperatura, oxigênio dissolvido e condutividade elétrica serão realizados com equipamentos portáteis com medições diretas no campo por sensores imersos diretamente no corpo d água. Para cada ponto de coleta de sedimento serão retiradas três tomadas de sedimentos em pontos aleatórios com coletor Van Veen. Essas amostras serão transferidas para bandejas de açoinox e homogeneizadas para posterior separação de alíquotas acondicionadas em frascos específicos, de acordo com o parâmetro a ser determinado. Durante o transporte as amostras devem ser resfriadas a 4 C, e posteriormente congeladas até o início dos ensaios Protocolo analítico As metodologias de amostragem e de análises laboratoriais seguirão os protocolos analíticos publicados pela: American Public Health Association; American Water Work Associatin AWWA; Water Pollution Control Federation WPCF Standar Methods of the Experimination of Water and Wasterwater. 21 ed. New York, 1268p. EPA - US Environmental Protection Agency. Methods, Os parâmetros e métodos analíticos previstos para serem levantados/utilizados no projeto encontram-se indicados na Tabela 1. Para as análises serão utilizadas as infra-estruturas dos Laboratórios da Profa. TEREZA CRISTINA SOUZA DE OLIVEIRA do Departamento de Química da UFAM e do Laboratório de Sedimentologia da Superintendência do Serviço Geológico do Brasil em Manaus (CPRM/SUREG/MAO), através do SR. MARCO OLIVEIRA (Superintendente). Tabela 1: Parâmetros e métodos propostos para o Projeto em pauta Parâmetro Descrição Método de análise Compostos orgânicos - Hidrocarbonetos Indicadores para determinar a influência de queima de combustíveis fósseis pelas atividades de transportes fluviais. Hidrocarbonetos alifáticos: n-c 12 a n-c 40 e MCNR (mistura complexa não resolvida). Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos, prioritários quanto a toxicidade (USEPA 1994): Naftaleno; 2-metilnaftaleno; Bezo (a) antraceno; Benzo(a)pireno; Benzo(b)fluoranteno; Benzo(g,h,i)Perileno; Protocolos de extração, fracionamento e determinação individual por GC- FID para alifático, por GC-MS para HPA (EPA- 3510/3540/8015B/8270 adaptado) Tratamento analítico com material de referência certificado e padrões certificados;

7 Parâmetro Descrição Método de análise Benzo(k)fluoranteno; Dibenzo(a,h)antraceno; Fluoranteno; Fluoreno; Indeno(1,2,3-cd)pireno; Antraceno; Acenafteno; Acenaftileno; Criseno; Fenantreno; Pireno. Compostos orgânicos - Pesticidas Compostos orgânicos voláteis Carbono orgânico total Cátions e ânions: NH 4+, Na +, K +, Mg 2+, Ca 2+, F -, Cl - SO 4 2-, PO 4 3-, NO 2-, NO 3-, Br -, HCO 3 - Serão determinados indicadores ambientais em amostras de água e sedimento. Indicadores para determinar a presença de pesticidas por histórico de utilização nas regiões estudadas: Organoclorados: DDT, DDE, DDD; Organofosforados: Glifosato, Malation Organocarbamatos: Cipermetrinas. Benzeno, etil-xileno, orto, para xileno e tolueno. Quantificação de carbono orgânico e inorgânico. em amostras de água e sedimento Avaliação de composição iônica de cátions e ânions predominantes. Serão determinados indicadores ambientais Protocolos de extração, fracionamento e determinação individual por GC-ECD (EPA- 3510/3540/8015B/8270 adaptado) Método por Purge&Trap e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (PT-CG/EM) EPA (1994). Determinação em autoanalizador TOC por combustão completa e detecção de CO 2 por infravermelho dispersivo. A quantificação é baseada pela construção de curva de calibração de bifitalato de potássio. LD de 50 ug L -1. Cromatografia Iônica IC. LD = 0,50 mg L -1 EPA SW Cor verdadeira É a cor da amostra da qual se removeu as substâncias em suspensão, causadoras da turbidez. em amostras de água Comparação visual LD = 0,10 uh SMWW 2120 B

8 Parâmetro Descrição Método de análise Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO 5d ) Fenóis Totais Fósforo total Nitrogênio total Metais: Fe, Al, C Mn, Cr, Zn, Ni, Cu, Cd, Pb, Au, Pt Metais: Fe, Al, Mn, Cr, Zn, Ni, Cu, Cd, Pb, Au, Pt Quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica por decomposição microbiana aeróbia, presente em uma amostra de água, para uma forma inorgânica estável. Os compostos fenólicos são produzidos em diversos processos industriais, sendo a fonte mais importante o fenol, que é usado em vários produtos tais como resinas, náilon, plásticos, antioxidantes, aditivos, poliuretano, pesticidas. Indispensável no processo de eutrofização. Quando em excesso, pode levar a uma alta produção de fitoplâncton na água. Aparece combinado nos seguintes compostos: amoniacais, orgânicos, sais nítricos e sais nitrosos. Estes compreendem a determinação do nitrogênio total. Composição de metais. Serão determinados indicadores ambientais Composição de metais. Serão determinados indicadores ambientais em amostras de sedimento. Teste de DBO 5-dias LD = 0,1 mg L -1 SMWW 5210 B Método colorimétrico LD = 0,1 mg L -1 SMWW 4500-P C Método titrimétrico SMWW 4500-N C. Método para tratamento preliminar da amostra SMWW 3030 (digestão ácida). Método espectrometria de emissão atômica com fonte de plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) LD de 0,008 a 0,1 mg L -1 SMWW 3120 B Método para tratamento preliminar da amostra EPA 3050 B (digestão ácida em sedimento). Método espectrométrico de emissão atômica com fonte de plasma indutivamente acoplado

9 Parâmetro Descrição Método de análise Mercúrio : Hg Óleos e graxas Oxigênio dissolvido ph, a 25 C Sólidos em suspensão Sólidos fixos totais Sólidos voláteis totais Sólidos dissolvidos totais Sólidos totais Temperatura Turbidez Mercúrio total. em amostras de água e sedimento. Quaisquer materiais recuperados como uma substância solúvel em solvente. Um dos parâmetros mais importantes para o controle da poluição das águas. É fundamental para se verificar e manter condições aeróbicas num curso d água, que recebe material poluidor. Indica a concentração ácida no corpo hídrico. Importante em processos de mobilidade de outras substâncias no ambiente aquático. em amostras de água e sedimento. As determinações para a série de sólidos passam por processo de secagem em estufa e o uso de balança analítica em método gravimétrico. É um parâmetro de grande importância devido a seu efeito na vida aquática, e na mobilidade de substâncias químicas. É a redução da transparência de uma amostra de água devido à presença de material em suspensão. (ICP-OES) LD de 0,05 a 10 mg kg -1 SMWW 3120 B Método espectrométrico por absorção atômica (EAA) SMWW 3111 B Método gravimétrico LD = 0,1 mg L -1 SMWW5520 B Método potenciométrico LD = 0,01 mg L -1 SMWW 4500-O G Método potenciométrico eletroanalítico. SMWW 2130 B Método gravimétrico LD = 0,10 mg L -1 SMWW 2540 B SMWW 2540 C SMWW 2540 D SMWW 2540 G Método eletroquímico SMWW 2130 B Método nefelométrico SMWW 2130 B

10 Parâmetro Descrição Método de análise 2. Tratamento dos dados produzidos após as análises em laboratório: Os resultados das análises irão constituir uma base de dados a ser construída com o uso do Software HYDRACCESS (disponível gratuitamente em Um mapa temático com os dados pré-processados será cosntruído com uso do Software Livre Quantum GIS, usando imagens de satélite (mosaico), preferencialmente do período em que foram coletadas as amostras Os dados de concentração de elementos na água e no sedimento em suspensão serão utilizados jutnamente com os dados de vazão para o cálculo de fluxos no período. Os resultados serão utilizados para a construção de mapas temáticos sobrepostos a temas específicos (população, usos do solo, etc.). Neste caso a referência para o trabalho de cosntrução será Meade, R. H. (1995). Os dados de concentração e de fluxo serão comparados com dados da bibliografia, bem como de outras bases de dados, notadamente aquelas dos serviços nacionais e a do Observatório ORE/HYBAM ( Como resultado final será produzido um relatório cujo sumário encontra-se indicado na sequência. 3. Referências APHA - American Public Health Association; American Water Work Associatin AWWA; Water Pollution Control Federation WPCF Standar Methods of the Experimination of Water and Wasterwater. 21 ed. New York, 1268p. ENVIRONMENT CANADA. Canadian Sediment Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life. Summary Tables a. EPA - US Environmental Protection Agency. The incidence and severity of sediment contamination in surface waters of the United States. Volume 1: National Sediment Quality Survey. U.S. Environmental Protection Agency. Office of Science and Technology Washington, DC.. EPA 823-R a EPA - US Environmental Protection Agency. Methods. Test methods for evaluating solid waste physical/chemical methods (SW-846). CD-ROM USEPA, Revision 2 september, Method 8270B Semivolatile organic compounds by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS): capillary column technique. 1994b. Filizola, N. ; GUYOT, J L. Fluxo de sedimentos em suspensão nos rios da Amazôni. Revista Brasileira de Geociências, v. 41, p , Filizola, Naziano ; GUYOT, Jean Loup. The use of Doppler technology for suspended sediment discharge determination in the River Amazon / L?utilisation des techniques Doppler pour la determination du transport solide de l'amazone. Hydrological Sciences Journal, v. 49, n.1, p , Meade, R. H. Contaminants in the Mississippi River, U.S. GEOLOGICAL SURVEY CIRCULAR 1133, Reston, Virginia, 1995.

11 Sumário preliminar do relatório final - Projeto GEFAM - Sedimentos nos Rios Madeira e Solimões/Amazonas Apresentação: Resumo do conteúdo de cada capítulo. Índice geral Siglas e abreviaturas Lista de figuras Lista de tabelas 1. Introdução: Descrição do Projeto e de seus objetivos no escopo do Projeto GEFAM. 2. Quadro Fisiográfico Geral da Região Amazônica (relevo, arcabouço morfo-estrutural, clima, vegetação e rede de drenagem) - A importância dos Rios Madeira e Solimões/Amazonas neste contexto. 3. Geologia, Hidrologia e Fluxo de Sedimentos ao longo do curso dos Rios Madeira e Solimões/Amazonas. 4. Química das águas dos Rios Madeira e Solimões/Amazonas Aspectos característicos gerais. 5. Amostrando os grandes rios Amazônicos O caso dos Rios Madeira e Solimões/Amazonas no Projeto GEFAM. 6. As vazões medidas nas campanhas do Projeto GEFAM 7. Geoquímica dos sedimentos do leito A granulometria A mineralogia A geoquímica Os componentes orgânicos 8. Fluxo de elementos particulados nos Rios Madeira e Solimões/Amazonas (no período do Projeto GEFAM). Distribuição longitudinal da matéria em suspensão A granulometria A mineralogia A geoquímica (maiores e traços) Os componentes orgânicos 9. Fluxo de elementos dissolvidos Rios Madeira e Solimões/Amazonas (no período do Projeto GEFAM). Distribuição longitudinal da matéria dissolvida Os elementos maiores em solução Os elementos traços em solução Os componentes orgânicos 10. Principais contaminantes nos Rios Madeira e Solimões/Amazonas e suas possíveis fontes. 11. Conclusões e Recomendações. 12. Referências.