UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 4ª Semana do Servidor e 5ª Semana Acadêmica 2008 UFU 30 anos CONTAMINAÇÃO DOS SEDIMENTOS DO RIO UBERABINHA, UBERLÂNDIA (MG) Patrícia Bonolo Cruvinel 1 Universidade Federal de Uberlândia, Av. João Naves de Ávila nº 2121, Bloco H,Santa Mônica, Uberlândia MG. CEP: 38408-100 e-mail: pabonolo@yahoo.com.br Renan Matumoto 1 e-mail: renan.matumoto@gmail.com Vania Rosolen 2 e-mail: vrosolen@ig.ufu.br Resumo: Uma das maiores fontes de poluição no ambiente urbano é ocasionado pelo lançamento de esgoto nos cursos d água, o que acarreta sérios problemas relacionados à saúde pública. O monitoramento da qualidade da água é realizado sistematicamente desde 1998, mas o mesmo não ocorre com os sedimentos, sendo que as informações sobre o grau de contaminação química deste é de fundamental importância para a proteção da vida aquática e da saúde humana. Sendo assim, o presente trabalho, teve como objetivo avaliar a qualidade dos sedimentos do rio Uberabinha, já que neste ocorre à captação de água para o abastecimento público da cidade de Uberlândia MG. Para tal, realizou-se trabalho de campo, sendo coletadas amostras de sedimento nos seguintes pontos do rio: ponto 1: nascente; ponto 2: imediatamente a montante; ponto 3: após o Praia Club; ponto 4: após a ponte do Val; e ponto 5: imediatamente a jusante. Em cada ponto coletou-se 3 amostras nos primeiros 10cm da coluna sedimentar. A Determinação do Carbono Orgânico Total (COT) dos sedimentos foi realizada por infra-vermelho e determinou-se as concentrações dos metais Cr, Cu, Ni e Pb, de acordo com a metodologia proposta por Förstner (2003). As maiores concentrações dos macroelementos carbono, fósforo, cálcio, potássio, magnésio e sódio foram encontrados no ponto 2, que reflete a disposição de esgoto doméstico neste segmento do rio. Identificou-se nos cinco pontos de amostragem valores elevados de Pb, Cu, Cr e Ni. Por ser este um estudo em andamento, faz-se necessário a determinação da concentração de outros elementos tóxicos e o aumento dos pontos de coleta, para que assim possa ser avaliada a qualidade do sedimento do rio Uberabinha. Palavra-chave: água, contaminação, impactos ambientais, Uberabinha e sedimentos. 1. INTRODUÇÃO O rápido crescimento industrial e populacional das últimas décadas ocasionou um considerável aumento da geração de esgotos que se tornaram uma das maiores fontes de poluição no ambiente urbano. Os altos índices de poluição observados nos corpos hídricos de áreas urbanas estão relacionados à descarga do esgoto parcialmente tratado ou bruto, neste caso sem qualquer tipo de tratamento prévio. Atualmente estas práticas de disposição do esgoto são condenadas, pois estes resíduos (efluentes de esgoto tratado ou não tratado) são responsáveis pela degradação dos corpos hídricos e acarretam sérios problemas relacionados à saúde pública. Os impactos na saúde pública 1 Acadêmicos do curso de Geografia/ IG. 2 Orientadora e Professora Drª. do Instituto de Geografia IG.
decorrem da contaminação com organismos patogênicos e com outras substâncias químicas (Smith et al., 1996; Vazquez-montiel et al., 1996; Färm, 2002). A má qualidade ambiental no Brasil, em numerosos casos, tem sua origem relacionada à falta de planejamento urbano e rural traduzida parcialmente na não inclusão da população na rede social pública. Dados oficiais indicam que a população brasileira não é amplamente atendida pela rede do sistema público de água e esgoto. Apenas 82,2% dos domicílios possuem sistema de tratamento de água e 68,9% dos domicílios possuem rede geral de esgotamento sanitário porém com fortes desníveis regionais (IBGE, 2004). Parte desta realidade deve-se ao modelo brasileiro de urbanização e planejamento territorial que tem sido ao mesmo tempo resultado e causa do aprofundamento da exclusão social nas cidades e, a manutenção desse modelo de urbanização, tende a aprofundar a exclusão e a degradação ambiental (Ministério das cidades, 2004). Nos corpos hídricos, não apenas as águas, mas também os sedimentos podem apresentar altos índices de contaminação quando os esgotos municipais gerados não são eficientemente tratados. A saúde dos rios necessita dos sedimentos como uma fonte de vida e a valorização destes decorre do fato de apresentarem diferentes funções. Do ponto de vista da ecologia aquática, assim como a água, os sedimentos são parte integrante e ativa das bacias hidrográficas. Constituem-se na principal fonte de nutrientes para muitos organismos e os processos microbiológicos que provocam a regeneração dos nutrientes e o funcionamento dos ciclos de nutrientes para todo o corpo d água fornecem as condições favoráveis para o desenvolvimento de uma grande variedade de habitats. Para as atividades humanas, há milênios, os homens utilizam os sedimentos férteis das planícies aluviais para a implantação de produtivas áreas agrícolas ou, ainda, para exploração mineral especialmente como fonte para material de construção. A percepção de que os sedimentos são uma fonte valiosa para o homem (agricultura) e para a natureza mudou rápida e drasticamente quando tornou claro que os sedimentos não são enriquecidos apenas de nutrientes, mas também como um legado da industrialização e do consumo de massa, uma perfeita armadilha para os poluentes perigosos gerados naturalmente ou pelas atividades humanas (Förstner, 2003). No Estado de Minas Gerais, a gestão e o planejamento dos recursos hídricos foram efetivados pela criação das Unidades de Planejamento e Gestão dos Recursos Hídricos (UPGRH) através do Instituto Mineiro de Gestão de Águas - IGAM, da Secretaria Estadual de Planejamento e Coordenação Geral - SEPLAN e da Agência Nacional das Águas - ANA. No total, são 35 unidades físico-territorias UPGRH- cujas amostras de águas sistematicamente avaliadas, sendo 10 na Bacia do São Francisco (SF), 3 na Bacia do Paranaíba (PN), 8 na Bacia do Rio Grande (RG) e 6 na Bacia do Rio Doce (DC). A implantação das UPGRHs tem como objetivos a preservação e utilização racional dos recursos hídricos considerados um aspecto importante na atualidade para a resolução de problemas agudos relacionados à questão hídrica, visando ao bem estar de todos e à preservação do meio ambiente (IGAM, 2005). Embora o monitoramento da qualidade da água esteja sendo realizado sistematicamente desde 1998, a determinação da qualidade dos sedimentos não está sendo feita. Nos corpos d água analisados não há informações sobre o grau de contaminação química do sedimento, com vistas à proteção da vida aquática e saúde humana. Os resultados sobre a qualidade das águas superficiais divulgados pelo IGAM (2005) destacam que no período entre 1998 e 2004, em todo o Estado de Minas Gerais, houve um aumento no Índice de Qualidade das Águas (IQA) nas classes Ruim e Bom em decorrência da redução dos níveis Muito Ruim e Médio. No Estado, o IQA Médio predomina. A definição das classes apóia-se nos valores dos índices que variam de 0 a 100. A classe Excelente engloba índices entre 90 < IQA 100, a classe Bom entre 70 < IQA < 90, a classe Médio entre 50 < IQA 70, a classe Ruim entre 25 < IQA 50, a classe Muito Ruim entre 0 < IQA 25. Por outro lado, em 2004, houve um aumento das ocorrências de Contaminação por Tóxicos (CT) nas classes Média e Alta, em cerca de 7% e 12%, respectivamente, em relação a 2003. Dentre os parâmetros tóxicos analisados, os fenóis são as substâncias tóxicas mais freqüentes seguido pelo cobre, amônia, cádmio e chumbo. Na bacia do rio Paranaíba, no ano 2004, predominou a Contaminação por Tóxicos Classe Média, com freqüência de 50% (aumento de 22% em relação a 2003). Destaca -se também, nesta bacia, a ocorrência de Contaminação por Tóxicos Classe Alta, 2
com freqüência de 44% em decorrência da presença de fenóis e amônia não ionizável. Ainda para o Estado, em relação à presença de metais, alguns parâmetros encontram-se fora dos limites estabelecidos pela legislação: alumínio (96,9% acima do limite permitido), manganês (38,9%), ferro (25,4%), cobre (2%), cádmio (2,7%), chumbo (1,1%), zinco total (0,8%), mercúrio (0,5%), níquel (0,5%) e arsênio (0,2%). Em relação aos demais parâmetros, fosfato total é o que se apresenta em maior desacordo com a legislação (80,1% acima do limite), seguido por coliformes fecais (50,7%), coliformes totais (44,1%), carbono orgânico (34,7%), fenóis (26,9%), amônia não ionizável (2,9%), nitrogênio amoniacal (2,7%), entre outros. A contaminação dos corpos hídricos com elementos de origem antropogênica é um persistente problema das sociedades industriais, pois estes poluentes são pouco ou não degradáveis e acumulativos, podendo representar uma séria ameaça ao ecossistema aquático e a saúde da população servida pela água de abastecimento público (Adriano et al., 2004). A bacia do rio Uberabinha - Uberlândia, MG - é intensivamente usada para a agricultura, com uso maciço de fertilizantes e pesticidas (algumas vezes aplicados por avião), extração de argila refratária próximo à cabeceira do rio, urbanização e industrialização do município de Uberlândia, presença de lagos e reservatórios para geração de energia e, finalmente, suas águas são usadas para abastecimento público do município. Informações prévias sobre a qualidade das águas do rio foram obtidas no relatório do IGAM (IGAM, 2005) que possui dois pontos de monitoramento do rio, sendo um a montante da cidade e outro a jusante. Neste relatório foram determinados teores de elementos tóxicos no ponto jusante da cidade. Porém, não há qualquer informação sobre o teor de macroelementos ou elementos tóxicos nos sedimentos do rio. Desta forma, este trabalho apresentará os resultados preliminares obtidos sobre a qualidade dos sedimentos em alguns pontos do rio Uberabinha e a identificação das possíveis fontes de contaminantes presentes na bacia. 2. OBJETIVOS E JUSTIFICATIVA Baseando-se nas informações sobre as principais causas de impactos gerados nos sedimentos fluviais, este trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade dos sedimentos do rio Uberabinha. A importância e justificativa primordiais desta pesquisa repousam no fato de que as águas desta bacia são usadas para o abastecimento público da cidade de Uberlândia e, em vista disso, da necessidade de avaliar as atividades humanas desenvolvidas na bacia que podem ser altamente impactantes para os recursos hídricos. 3. MATERIAL E MÉTODO 3.1 Localização da Área A nascente do rio Uberabinha localiza-se no município de Uberaba (MG), a aproximadamente 80 km.do município de Uberlândia (MG), na região do Triângulo Mineiro. A região está inserida na Bacia Sedimentar do Paraná. O relevo da área de estudo insere-se na paisagem de Planaltos e Chapadas da Bacia Sedimentar do Paraná. O cerrado é a cobertura vegetal natural desta paisagem, embora se encontre fortemente degradado devido às praticas agrícolas e de mineração. O clima é tropical típico, com chuvas (média de 1600mm anuais) concentradas no verão e inverno seco. Devido à retirada da cobertura vegetal, da agricultura e da forte concentração das chuvas, os solos são fortemente expostos aos processos erosivos. Nesta fase inicial do projeto de pesquisa, foram amostrados sedimentos do rio Uberabinha (UPGRH PN2). Este rio apresenta, reconhecidamente, problemas de poluição das águas e apoiados pela literatura científica, possivelmente, também poluição de sedimentos devido à processo de acumulação. Este rio foi escolhido devido à importância econômica (atividades agropecuárias e industriais) mas, sobretudo pelo importante papel que apresenta de abastecimento público da cidade de Uberlândia. 3
3.2 Campo As amostras de sedimento e água foram coletadas nas planícies de inundação e/ou no fundo dos rios, nos locais onde a turbulência da água é menor. Após uma primeira avaliação de campo, 5 locais para amostragem foram selecionados: o Ponto 1 localiza-se na nascente do rio Uberabinha. Este ponto será utilizado como amostra de referência por ser uma área com menor nível de impacto do rio. O Ponto 2 será imediatamente a montante da cidade de Uberlândia. Este ponto foi escolhido, já que reflete os impactos gerados pelas atividades agrícolas (especialmente pastagem, milho e soja). O Ponto 3 (após o Praia Clube) e o Ponto 4 (após a ponte do Val) localizam-se dentro da cidade de Uberlândia. Estes dois pontos foram escolhidos, pois eram áreas de lançamento de esgoto domiciliar e industrial antes da construção dos emissários há 2 anos. O Ponto 5 localiza-se imediatamente a jusante da cidade e foi escolhido por receber toda a carga de contaminantes (agrícola, domiciliar e industrial) descritos anteriormente. Serão coletadas 3 amostras de cada ponto apenas nos primeiros 10 cm da coluna sedimentar. Esta profundidade foi escolhida, pois acredita-se que, caso exista contaminação, a mesma é relativamente recente (aproximadamente 100 anos) que corresponde à história de ocupação da área. Foram coletadas no total 15 amostras. 3.3 Análises Realizou-se a Determinação do Carbono Orgânico Total (COT) dos sedimentos por infravermelho no Laboratório de Fotoquímica e Química da Madeira Instituto de Química da Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Determinou-se as concentrações dos metais Pb, Cr, Cu e Ni que são potencialmente tóxicos ao meio ambiente, de acordo com a metodologia proposta por Förstner (2003). As análises foram feitas por ICP ICP-OES, após digestão das amostras com água régia (HCL-HNO 3, 3:1). 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES Foram quantificados os teores dos macroelementos Carbono, Fósforo, Cálcio, Potássio, Magnésio e Sódio. Embora os valores não sejam muito expressivos, as maiores concentrações destes elementos foram encontrados no Ponto 2 (Tabela 1) e refletem a disposição do esgoto doméstico nas águas neste segmento do rio. No Ponto 1, as concentrações mais elevadas de C podem estar associadas com a presença da matéria orgânica proveniente da vegetação ciliar que está relativamente preservada. São relativamente baixas as concentrações destes elementos, porém, o que se pode observar é que há um ligeiro aumento dos teores no ponto 2 possivelmente relacionados com a disposição de esgotos domésticos no rio. Tabela 1: Teores de macroelementos nos elementos do rio Uberabinha Elementos (%) Pontos de Coleta C P Ca K Mg Na Ponto 1 1,2 0,0 0,1 0,0 0,0 0,1 Ponto 2 1,5 0,1 0,8 0,2 0,3 0,2 Ponto 3 0,5 0,1 0,2 0,1 0,1 0,0 Ponto 4 0,5 0,0 0,1 0,1 0,1 0,0 Ponto 5 0,6 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Em relação aos elementos tóxicos os primeiros resultados em pontos representativos do rio evidenciaram condições críticas na qualidade dos sedimentos depositados no rio Uberabinha. Nos 4
cinco pontos de amostragem, determinaram-se valores elevados de Pb, Cu, Cr e Ni (Tabela 2). Estes elementos aparecem como prioridade nos estudos ambientais, pois são dominantes como resíduos nas atividades econômicas, desde a mineração até indústrias (Rosolen, V.; Lima, S. C., 2008). Tabela 2: Teor dos elementos determinados nos pontos de coleta dos sedimentos do rio Uberabinha, Uberlândia (MG) Pontos de coleta Elementos (mg/ Kg) Cr Cu Ni Pb P1.1 104,0 74,0 40,0 64,0 P1.2 105,0 75,0 41,0 50,0 P1.3 108,0 76,0 40,0 56,0 Média 105,7 75,0 40,3 56,7 DP 2,1 1,0 0,6 7,0 P2.1 69,0 72,0 24,0 22,0 P2.2 69,0 65,0 21,0 22,0 P2.3 74,0 73,0 25,0 21,0 Média 70,7 70,0 23,3 21,7 DP 2,9 4,4 2,1 0,6 P3.1 111,0 66,0 25,0 < 8 P3.2 105,0 58,0 20,0 < 8 P3.3 103,0 61,0 22,0 < 8 Média 106,3 61,7 22,3 - DP 4,2 4,0 2,5 - P4.1 135,0 54,0 20,0 < 8 P4.2 139,0 54,0 18,0 < 8 P4.3 137,0 51,0 18,0 < 8 Média 137,0 53,0 18,7 - DP 2,0 1,7 1,2 - P5.1 73,0 85,0 26,0 < 8 P5.2 69,0 82,0 22,0 < 8 P5.3 71,0 144,0 24,0 < 8 Média 71,0 103,7 24,0 - DP 2,0 35,0 2,0 - DP: Desvio padrão calculado para 3 medidas. 5. CONCLUSÃO Os dados apresentados neste trabalho correspondem aos resultados iniciais de um projeto de pesquisa que tem por objetivo avaliar o grau de contaminação dos sedimentos de fundo do rio Uberabinha e identificar as áreas fontes direta ou indireta destes contaminantes. A determinação da concentração de outros elementos tóxicos e o aumento da densidade dos pontos de coleta de amostras permitirão propor medidas mitigadoras para minimizar os impactos ambientais e melhorar a qualidade de vida da população. 5
6. AGRADECIMENTOS Gostaríamos de agradecer à Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pelo financiamento do projeto de pesquisa (Processo CRA-1768/06). 7. REFERÊNCIAS Adriano, D.C., Wenzel, W.W., Vangronsveld, J. & Bolan, N.S. 2004. Role of assisted natural remediation in environmental cleanup. Geoderma, 122: 121-142. Färm, C. Metal sorption to natural filter substrates for storm water treatment column studies. The Science of the Total Environment? Germany, vol. 298, n. 1-3, p. 17-24, 2002. Förstner, U. 2003. Geochemical techniques on contaminated sediments river basin view. Part I: Integrated water quality management: river basin approach. Environ. Sci. & Pollut. Res. 10 (1): 58-62. IBGE - INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. O Brasil em Síntese. 2004. Disponível em <http://www.ibge.gov.br/brasilemsintese>. Acesso em 05 abril 2006. Ministério das cidades. Plano Diretor Participativo. Guia para a elaboração pelos municípios e cidadãos. CONFEA/Ministério das Cidades. 2004. 160p. Disponível em <http://www.cidades.gov.br/index.php?option=content&task=view&id=138>. Acesso em 09 de nov. 2006. Rosolen, V. ; Lima, S. C. Poluição de sedimentos e qualidade das águas: um estudo piloto no município de Uberlândia (MG).In: Águas Urbanas: Memória, Gestão, Riscos e Regeneração. Londrina: UEL, 2008, v. 1, p. 1-13. Smith, C. J. ; Hopmans, P. ; Cook, F. J. Accumulation of Cr, Pb, Cu, Ni, Zn and Cd in soil following irrigation with treated urban effluent in Australia. Environmental Pollution, USA, vol. 94, n. 3, p. 317-323, 1996. Vazquez-Montiel, O.; Horan, N. J.; Mara, D. D. Management of domestic wastewater for reuse in irrigation. Water Science Technology, USA, vol. 33, n. 10-11, p. 355-362, 1996. 6