Aspectos Qualitativos das Águas em Sergipe Matéria Orgânica Fósforo - Metais traço
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1 Aspectos Qualitativos das Águas em Sergipe Matéria Orgânica Fósforo - Metais traço Prof. Dr. José do Patrocinio Hora Alves Diretor-Presidente do ITPS Professor do Departamento de Química da UFS
2 SUMÁRIO Matéria orgânica aquática; Características quantitativas e qualitativas da matéria orgânica das Bacias Hidrográficas do Estado de Sergipe; Fósforo em sedimentos do Açude Marcela; Metais traços em sedimentos da bacia do rio Sergipe.
3 MATÉRIA ORGÂNICA AQUÁTICA Compostos bioquimicamente definidos Substâncias Húmicas estrutura complexa grupo heterogêneo de compostos Aminoácidos, carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos orgânicos Produto da degradação química e biológica de plantas e resíduos de animais Origem Pedogênica: originária da lixiviação do solo, resultante da decomposição de plantas superiores por bactérias e fungos; Aquogênica: formada na água essencialmente pela excreção e decomposição do plâncton e de bactérias aquáticas
4 FUNÇÕES ECOLÓGICAS E GEOQUÍMICAS DA MATÉRIA ORGÂNICA AQUÁTICA Representa um dos principais reservatórios de carbono na superfície da terra; Exerce influência direta na qualidade espectral da luz na coluna d água e indireta na produção primaria; Controla os níveis de oxigênio dissolvido, nitrogênio e fósforo (as reações fotoquímicas produzem compostos orgânicos de baixo peso molecular e compostos de fósforo e nitrogênio); Interage com contaminantes orgânicos e inorgânicos, controlando o transporte e a biodisponibilidade; Causa problemas estéticos como: cor, gosto, odor; Produz os indesejáveis subprodutos da desinfecção
5 TÉCNICAS DE CARACTERIZAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA DISSOLVIDA (MOD) Determinação do Carbono Orgânico Dissolvido (converte a MO em solução em CO 2 e mede o CO 2 );
6 Absorbância no UV VIS A técnica do UV-Vis pode ser utilizada para a caracterização da MOD em função da grande quantidade e variedade de grupos cromóforos existentes nas substâncias húmicas. A absorbância em 254nm é uma medida dos orgânicos ricos em constituintes aromáticos. Cromóforos presentes nas substâncias húmicas
7 Espectroscopia de fluorescências Durante a absorção de radiação eletromagnética UV as moléculas são elevadas do estado fundamental (S 0 ) para um estado eletrônico excitado (S 1 ou S 2 ). Durante o retorno ao estado fundamental, a energia reemitida a partir do primeiro estado excitado S 1 S o corresponde à fluorescência. A espectroscopia de fluorescência permite discriminar os cromóforos que absorvem em comprimentos de onda similares)
8 Espectro típico de fluorescência sincronizada 187, ,4 250, ,5 nm Ácidos fúlvicos ( nm) Ácidos húmicos e substâncias tipo-húmico (=> 460nm ) material mono-aromático e tipo proteínas ( nm) Material com 2 anéis condensados e tipo triptofano (~350 nm)
9 Espectros de fluorescência sincronizada para água do Rio Piauí (Costa, A.S., , Estuário do Rio Piauí: Região de maior influência fluvial, MO Aloctone) Estuário do Rio Piauí: Região de maior influência marinha, MO Aquogênica (autoctone) 1,2 250, ,5 nm
10 Espectros de fluorescência sincronizada para água da Cachoeira do Cipó Parque Nacional Serra de Itabaiana (Santana, M.A.A., 2009) 150, Matéria Orgânica Natural de origem Pedogênica ,3 250, ,5 nm
11 Espectros de fluorescência sincronizada para água do Rio do Sal (Costa. A.S., 2009) 254, Rio do Sal: Amostra da parte superior do rio impacto de fontes difusas Rio do Sal Amostra da região impactada por esgotos ,3 250, ,5 nm
12 Bacia do Rio Sergipe Maio Setembro COD mg/l Sergipe/FN Cotinguiba Poxim Sergipe/DO Jacarecica Pucabi Fluorescência Sincronizada maio
13 Bacia do Rio São Francisco 45 COD mg/l Maio Setembro Jacaré S. Francisco/CA Rio Cachorro S. Francisco/NE Riacho Pilões Fluorescência Sincronizada Maio.2009
14 35 COD mg/l Maio Setembro ,0 0 Vaza Barris/PM Vaza Barris/IT Riacho Traíras Indiaroba Piauitinga Piauí Real/TB Real/PV Riacho Traíras Rio Vaza Barris Rio Vaza Barris ,4 250, ,5 nm
15 Relações Abs. 254nm x COD mai/2009-jan/2010 Bacia Rio Sergipe Bacia Rio Japaratuba Bacia Rio Vaza-Barris Bacia Rios Piauí - Real
16 Sedimentos aquáticos: fósforo e metais traço Cobrem o fundo dos rios, lagos, reservatórios, estuários e oceanos e são formados por camadas de partículas minerais e orgânicas com granulometria fina; O tipo de associação elemento traço sedimento, influencia a mobilidade, a biodisponibilidade e a toxicidade para organismos.
17 Compartimentos abióticos a b d c a: adsorção/desorção e co-precipitação b: sedimentação e processos de erosão c: adsorção/desorção e precipitação/dissolução d: difusão
18 Fósforo em sedimentos do Açude Marcela Itabaiana/SE O fósforo é frequentemente o nutriente limitante que controla a produtividade aquática, daí a importância do estudo do fósforo em sedimentos. 1 2
19 Variações das formas de fósforo nos sedimentos do Açude Marcela ,0 Ptotal Pinorg Porg 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 Sítio I/2001 Sítio II/2001 Sítio I/2008 Sítio II/2008 Pinorg: aporte de fontes pontuais, tipo esgotos e efluentes industriais; Porg: aporte fontes difusas (Sandrini, M.; Santos, I. S.; Passos, E. A.; Alves, J.P.H. IX Congresso Latino Americano de Química Analítica Ambiental e Sanitária, 2011)
20 12,08 Pinorg/Porg 4,91 0,43 0,16 Sítio I/2001 Sítio II/2001 Sítio I/2008 Sítio II/2008 Pinorg/Porg: evidencia um aumento significativo do aporte antropogênico; Pbiodisponível no sítio II: passou de 67,0 (2001) 114,9 (2008).
21 Metais traço nos sedimentos Concentrações totais dos metais traço em µg g -1 Metais/Local Cd Cr Cu Ni Pb Zn Estuário rio Sal ,32-0,46 9,3-39,9 6,6-26,8 4,6-15,6 6,8-10,8 23,5-51,7 Estuário Sergipe ,24-0,43 10,4-46,9 7,5-19,1 4,4-14,9 11,5-23,5 23,4-53,4 Estuário Poxim ,07-0,56 4,0-17,9 4,9-16,5 0,3-4,0 8,1-20,6 7,3-30,0 Açude Marcela _ ,7-53, ,5-49,2 67, Garcia, C.A.B; Passos, E.A.; Alves, J.P.H. Environ. Monit. Assess., in press, Santos, I. S. Dissertação de Mestrado, UFS, 2010
22 Fator de risco: % de metais biodisponíveis 60 Altíssimo Alto Médio 10 0 Cd Cr Cu Ni Pb Zn Baixo Estuário rio Sal Estuário Sergipe Estuário Poxim Açude Marcela Passos, E.A.; Alves, J.C; Santos, I.S.; Alves, J.P.H; Garcia, C.A.B.; Costa, A.C.S. Microchemical Journal, 96, 50-57, 2010; Passos, E.A.; Alves, J.P.H.; Garcia, C.A.B.; Costa, A.C.S. J. Braz. Chem. Soc. In press, 2011 Santos, I. S. Dissertação de Mestrado, UFS, 2010.
23 CONCLUSÕES Para uma mesma Bacia Hidrográfica foi observada uma variação espacial e temporal, qualitativa e quantitativa, na MOD na água; A técnica de fluorescência é uma ferramenta potencial no monitoramento de rios e no processo de controle do tratamento da água. A relação Pinorg/Porg evidencia um aumento significativo do aporte antropogênico no Açude Marcela; Já se observa uma contaminação dos sedimentos da Bacia do Rio Sergipe por metais traço, contudo efeitos adversos sobre a biota aquática devem ocorrer raramente.
24 NOSSO GRUPO DE PESQUISA Prof. Dr. José do Patrocinio Hora Alves (ITPS e Departamento de Química/UFS); Prof. Dr. Carlos Alexandre Borges Garcia (Departamento de Química/UFS); Profa. Dra. Elisangela de Andrade Passos (Departamento de Química/UFS); Dra. Maria Marques Nogueira/ITPS Adnivia Santos Costa (Mestranda em Química/UFS);
25 AGRADECIMENTOS Dra. Maria Marques Nogueira/ITPS (Bolsista DCR/CNPq/FAPITEC)
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