ESTUDO DA DISTIRBUIÇÃO DE ELEMENTOS TRAÇO EM SEDIMENTOS NA REGIÃO DO ESTUÁRIO DO RIO DOCE, BRASIL. 1 SANTOS, R.T.L., 1 PEREIRA, T.C., 2 LICÍNIO, M.V., CARNEIRO, M.T.W.D. 2 RIBEIRO, J.N., 1 RIBEIRO A.V.F.N, 3 PEREIRA, M.G. 1 Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Vila Velha, Vila Velha, Espírito Santo, Brasil. 2 Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências da Saúde, Campus Maruípe, Vitória, Espírito Santo, Brasil. 3 Centro de Ciências Exatas, Universidade do Estado da Bahia, Cabula, Salvador, Bahia, Brasil. RESUMO Os sedimentos, devido à capacidade de sorção e acumulação, vêm sendo considerados como um importante compartimento de acumulação de espécies poluentes a partir da coluna d'água. No Brasil, diversos locais apresentaram um histórico de desenvolvimento urbano e industrial de forma desordenada gerando alterações ambientais consideráveis, sendo os rios próximos dessas regiões bastante impactados pelos resíduos associados. Nesse contexto, a bacia hidrográfica do rio Doce apresenta-se como uma região de interesse devido ao seu histórico de intensa ocupação humana e crescimento econômico. Esse trabalho tem como objetivo principal a investigação da distribuição de metais traço em sedimentos na região do estuário do rio Doce, onde foram coletados vinte pontos de sedimentos superficiais ao longo do estuário para análise. Os resultados mostraram que alterações do solo e os diversos tipos de poluição podem estar influenciando nessa distribuição. As concentrações dos elementos traço por todos os pontos indicam que nos pontos 01, 07 e 08, onde há uma maior atividade humana, as concentrações aumentam significavelmente, enquanto a montante e a jusante a esses pontos as concentrações sofrem pequenas variações. Palavra-chave: Sedimento, Elementos traço, rio Doce. ABSTRACT The sediments due to sorption and accumulation capabilities have been considered as an important accumulation compartment of pollutants species from the water column. In Brazil, several sites had a history of urban and industrial development in a disorderly manner causing considerable environmental changes, being the next rivers in these regions quite impacted by waste associated. In this context, the watershed of the river Doce presents itself as a region of interest because of its history of intense human settlement and economic growth. This work aims to investigate the espacial distribution of trace metals in sediments in the area of the estuary of the river Doce, which were collected twenty points of surface sediments along the estuary for analysis. The results showed that, soil amendments and the various types of
pollution may be influencing this distribution. The concentrations of trace elements of all points indicates that the points 01, 07 e 08, where there is a larger human activity increases significantly and the concentrations, while the upstream and downstream concentrations of these points undergo small variations. Keyword: Silt,Trace elements, river Doce. 1. Introdução A liberação de substâncias químicas no meio ambiente, dependendo da sua composição, concentração e até mesmo das condições do ambiente pode causar efeitos negativos aos ecossistemas e ao ser humano (Hortellani et al., 2008). Sendo suas principais fontes de contaminação relacionadas aos efluentes urbanos jogados nos rios, a queima de combustíveis fósseis, as indústrias de beneficiamento de ferro e aço, fertilizantes, acidentes ambientais (vazamentos, incêndios e perdas de cargas) assim como, depósitos de rejeitos (Bemvenuti et al., 2005). Os estuários apresentam a maior variabilidade de efeitos e interações físicas, químicas e biológicas. Essas são fortemente influenciadas pela geografia e pelo fluxo da maré e são caracterizadas por massas d água complexas, variação de salinidade, elevada carga de sedimentos e principalmente pela deformação provocada pela atividade humana. Assim, o impacto de introduzir poluentes provoca uma grande tensão sobre o ecossistema. Por esses motivos, muitos estudos em ecossistemas aquáticos têm utilizado os sedimentos como ferramenta de determinação dos metais traços por terem uma concentração maior do que a encontrada na água (Jesus et al., 2004). Além disso, diferente da água, que da uma indicação da concentração do metal em determinado momento, o sedimento reflete a historia da poluição no estuário (SCHROPP et al., 1990). Diante dos aspectos abordados, a região estuarina do rio Doce, se apresenta como uma região de interesse para a realização de estudos dos impactos desse tipo, visto que com a avaliação dos elementos poluentes presentes na matriz sedimentar tornam-se possível a criação e estratégias para minimizar a disponibilização para os outros compartimentos ambientais. 2. Materiais e Métodos Foram coletados testemunhos superficiais sedimentares em vinte pontos prédefinidos, apresentados na Figura 01, que foram coletadas com o auxilio de uma espátula plástica e colocada em sacolas plástica e em seguida foi armazenado e transportado sob-refrigeração a menos de 4 C.
Figura 01: Distribuição geográfica dos pontos de coleta de sedimentos. Fonte: GoogleEarth Já no laboratório, os sedimentos foram colocados em placas de pettri e desidratados em estufa durante 24 horas a 60ºC. Após esse processo, realizou-se a extração dos metais utilizando-se uma variação do protocolo ASTM D3974-09, no qual pesou-se 0,5 g do sedimento e adicionou-se em um béquer contendo 47,5 ml de água Milli-Q e 2,5 ml de HCl 0,5M Merk Suprapur, agitou-se em temperatura ambiente por 16 horas e em seguida filtrou-se a solução, que foi armazenada em tubos falcon de 50 ml e levadas para análise. Foi realizado o branco dessas amostras para a avaliação de possíveis contaminações. A quantificação desses metais foi realizada por meio de Espectrometria Óptica de Emissão com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES). Essa técnica na separação e posterior contagem dos íons formado quando o aerossol, resultante da nebulização de uma solução, atravessa um plasma de Argônio. O modelo do ICP-EOS utilizado foi o Optima 7000 da PerkinElmer com sistema automático Dual Viewing (axial/radial) equipado com sistema ótico Echelle e gerador de RF de estado sólido (40MHz) e com limite de detecção iguais aos mostrados na Tabela 1. Tabela 1: Limite de detecção dos metais analisados. Metal LD (μg.g -1 ) Cr 0,01 Fe 1,442 Mn 0,002 Co 0,01 3. Resultados e Discussão
Os resultados para as quantificações dos elementos traço cobalto, manganês e ferro dos pontos ao longo do estuário do rio Doce estão demonstrados na figura 02. Figura 02: Concentração dos elementos traço nos diferentes pontos de amostragem. Fonte: Próprio autor. Para o Cobalto, na maioria dos pontos coletados a concentração sofreu pequenas variações, entre 0,1 μg.g -1 e 0,5 μg.g -1, e em alguns pontos as mudanças forma mais significativas, como nos pontos 01 e 03 que houve um grande aumento da concentração desse metal, sendo de 1,1 μg.g -1 e 1.8 μg.g -1, respectivamente e nos pontos 08 e 07, com concentrações respectivamente iguais a 0,7 μg.g -1 e 0,6 μg.g -1, também tiveram um aumento, porém menores que as dos pontos 01 e 03. O teor de manganês em alguns pontos coletados apresentaram alterações mais significativas na concentração, nos pontos 02, 07 e 08 apresentaram concentrações iguais a 100,7 μg.g -1, 74,3 μg.g -1 e 80,3 μg.g -1, respectivamente, e no ponto 03 onde se determinou a maior concentração de manganês, 223,4 μg.g -1. Nos demais pontos as concentrações sofreram pequenas variações, quase que constantes. O cromo apresentou uma maior concentração nos pontos 01 e 03 sendo iguais a, 1,0 μg.g -1 e 1,7 μg.g -1, respectivamente, e ao longo dos demais pontos as concentrações obtiveram uma pequena variação entre 0,3 μg.g -1 e 0,5 μg.g -1. Dos quatro elementos quantificados, o ferro foi o que apresentou maiores concentrações e também maiores variações de concentrações entre os pontos coletados. Os picos com maiores destaques dessa oscilação são pertencentes aos pontos 01, 03, 07 e 08 com concentrações de 1230.8 μg.g -1 ; 2213,3 μg.g -1, 628,8 μg.g -
1 e 560,1 μg.g -1, respectivamente. Já nos demais pontos a variação foi pequena, porém sempre havendo um aumento é uma queda entre um ponto e outro. Por esses pontos serem mais próximos de atividades humana como a agricultura, esse maior acumulo de manganês pode ser gerado pelo uso continuo de fertilizantes e pesticidas que são muito utilizados na agricultura (CORBI et al 2006). O ferro é um metal que normalmente está associado a outros metais, devido ao processo de coprecipitação (CALMANO, 1996) e é um elemento muito abundante em vários solos, desta forma, a sua tendência é de altas concentrações (OLIVEIRA, 2007). O cromo pode estar associado a indústrias de celulose, petroquímica, fundição de aço, metalúrgicas e outras (ARGOLO, 2001). As médias da concentração dos elementos para a região estudada são de 474,76 μg.g -1, para o Fe, 51,18 μg.g -1 para o Mn e 0,49 μg.g -1 para o Cr. Assim, observa-se que os valores encontrados estão abaixo dos encontrados em sedimentos no estuário da ilha de Vitória - ES, com concentrações iguais a 48 μg.g -1 de Fe, 246 μg.g -1 de Mn e 89 μg.g -1 de Cr (Jesus, 2004). 4. Conclusão As concentrações dos elementos Co, Fe, Mn e Cr foram determinadas ao longo da região do estuário do rio Doce. Nos pontos próximos aqueles onde existe uma maior concentração de populações e atividades agrícola ou industrial a concentração desses elementos é maior que nos demais pontos indicando essas como possíveis fontes desses elementos no ambiente local, além das fontes naturais desses elementos. Por este ser o primeiro trabalho desse tipo para essa região é necessária a realização de mais estudos a fim de se aprofundar na determinação das fontes desses elementos na região de estudo. 5. Referências ARGOLO. R M. Cronologia de sedimentação recente e de deposição de metais pesados na baía de Todos os Santos usando Pb210 e Cs137. 2001. 104f. Tese de doutorado de geofísica do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia, 2001. ASTM INTERNACIONAL. Standart practices for: extration of trace elements from sediments, D3974-09.United States, 2009. Bemvenuti, C.E.; Angonesi, L.G. & Gandra, M.S. 2005. Effects of dredging operations upon soil bottom macrofauna on a harbor area Patos Lagoon estuarine region southern Brazil. Braz. J. Biol. 66(2): 573-581.
CALMANO. W. Metals in sediments. Remobilization and evironmental hazerds. In: Munawar, M & dave, G. (eds). Development and Progress in Sediment Quality Assessment: Rationale, Challenges, Techniques & Strategies. Amsterdam, Netherlands. 1996. p 1-14. CORBI, J.J. et al. Diagnóstico ambiental de metais e organoclorados em córrego adjacentes a áreas de cultivo de cana-de-açúcar (Estado de São Paulo, Brasil). Química Nova. v. 29. n. 1. Out/nov. 2006. p.61-65. Hortellani, M.A.; Sarkis, J.E.S.; Abessa, D.M.S. & Sousa, E.C.P.M. 2008. Avaliação da contaminação por elementos metálicos dos sedimentos do estuário Santos São Vicente. Química Nova 31(1): 10-19. JESUS, Honério Coutinho de; COSTA, Elza de Abreu; MENDONCA, Antônio Sérgio Ferreira and ZANDONADE, Eliana.Distribuição de metais pesados em sedimentos do sistema estuarino da Ilha de Vitória-ES. Quím. Nova [online]. 2004, vol.27, n.3, pp. 378-386. ISSN 1678-7064. OLIVEIRA, M. R. Investigação da contaminação por metais pesados da água e do sedimento de corrente nas margens do rio São Francisco e tributários, a jusante da represa da CEMIG, no município de Três Marias, Minas Gerais. 2007. 149f. Tese de doutorado (Doutor em Geologia Econômica e Aplicada) do doutorado de Geologia Econômica e Aplicada do Instituto de Geociências da Universidade Federal de Minas Gerais, Belo horizonte, 2007. Schropp, S.J., F.G. Lewis, H.L. Windom, J.D. Ryan, F.D. Calder and L.C. Burney. 1990. Interpretation of metal concentrations in estuarine sediments of Florida using aluminium as a reference element. Estuaries 13: 227 235.