AVALIAÇÃO DA CONTAMINAÇÃO DA RIO Jaguaribe
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AVALIAÇÃO DA CONTAMINAÇÃO DO RIO
JAGUARIBE PRÓXIMO À FOZ DO RIO
PASSA VACA, SALVADOR, BAHIA.
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOQUÍMICA
Autores:
ALEXANDRE MOITINHO
ANDERSON MUNIZ
CAIO NUNES
IARA BRASILEIRO
RODOLFO GASSER
PRISCILA COSTA
APRESENTAÇÃO
• INTRODUÇÃO
• LOCALIZAÇÃO
• OBJETIVO
• CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
• ÁREA DE ESTUDO
• MATERIAIS E MÉTODOS
• RESULTADOS E DISCUSSÃO
• CONCLUSÕES
• REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
INTRODUÇÃO
• Os estuários são corpos de água semi-fechados com
conexão com o mar, que recebem aportes de água
fluvial das bacias de drenagem continental, as quais se
misturam com massas de águas marinhas introduzidas
pelas marés (ODUM, 1986);
• Os estuários são ambientes mais estáveis do que o
manguezal, temperatura menos variáveis, maior
quantidade de oxigênio dada pelas correntes
marinhas.
INTRODUÇÃO
• Manguezal é um ecossistema costeiro de transição
entre os ambientes terrestres e marinhos,
característicos de regiões costeiras tropicais e
subtropicais estabelecendo-se nas zonas entre
marés e sujeito ao regime delas;
• É rico em matéria orgânica, tem pouco teor de
oxigênio, apresenta grande variedade de espécies
de microorganismos, macro-algas, crustáceos e
moluscos, (SCHWOCHOW. R.S. & ZANBONI A. J., 2007).
INTRODUÇÃO
• Os sedimentos normalmente constituem o mais
importante estoque de elementos metálicos e
nutrientes em sistemas aquáticos;
• Os sedimentos são o compartimento ambiental mais
estável em termos físicos-químicos;
• Entretanto, também podem atuar como fonte de
contaminantes. (Adams et al.,1992)
INTRODUÇÃO
• As principais fontes antropogênicas de metais no
solo são mineração e beneficiamento de metais,
aplicação de defensivos agrícolas e fertilizantes,
esgotos urbanos e/ou industriais, queima de
combustíveis fósseis, resíduos de indústrias debeneficiamento químico, (Ferreira, 2001);
LOCALIZAÇÃO
• Pertencente a bacia do Rio Jaguaribe estalocalizada entre as coordenadas S 12° 58 e 12° 56,W 38° 24 e 38° 25, ocupando uma superfície de3,76 quilômetros quadrados na cidade de Salvador(BA), (TORRES & ALMEIDA, 2008).
LOCALIZAÇÃO
(TORRES & ALMEIDA, 2008)
OBJETIVO
• Avaliar a situação atual de contaminação metálica
do Rio Jaguaribe, próximo a foz do Rio Passa-
Vaca, através da determinação da concentração de
metais e nutrientes em sedimentos.
CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
Hidrografia
• Apresenta uma baixa densidade de drenagem,
mostrando-se como uma bacia mal drenada, ou de
baixa eficiência na sua rede de drenagem.
• A drenagem dendrítica está encaixada em um
complexo de rochas cristalinas, revelando um fraco
controle estrutural ou topográfico de suas rochas.
CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
Hidrografia
• Predominam de processos de sedimentação,
manifestando - se através do fato de ser um rio de
baixo volume de escoamento.
(CHRISTOFOLETTI, 1970)
CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
PERFIL LONGITUDINAL DO RIO PASSA VACA
Hidrografia
CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
Geologia
• Seu relevo está sobre a parte mais alta, o “horst”,
oriunda de um paroxismo tectônico regional do
embasamento cristalino constituído de migmatitos
do substrato rochoso de rochas metamórficas e
ígneas de idades diversas recobertos, parcialmente,
por sedimentos recentes. (PEIXOTO, 1972)
CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
Geomorfologia
• Seu relevo se apresenta como um “mar de morros”
chegando a uma altitude máxima de 62 metros nas
proximidades de sua nascente.
• Seus terraços são originados de ações marinhas e
fluviais nas diversas desembocaduras devido a
penetração de mares ou, pela ação eólica sobre os
materiais arenosos, (CUNHA & GUERRA,2004).
CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
Vegetação
• A cobertura vegetal constitui-se de resquícios de
uma floresta ombrófila densa, associada a um
ecossistema de mangue na foz, altamente
antropizada, ocasionada pelo extrativismo
predatório e da pressão imobiliária no bairro do
Jaguaribe.
CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
Domínio climático
• O clima da referida área sofre grande influência do
mar. O clima pode ser classificado como “Af”,
tropical úmido, sem estação seca marcante,
segundo a classificação climática de Köppen.
CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
Aspectos Sócios Econômicos
• O Rio Passa Vaca nasce em Canabrava, segue
pelos bairros de São Rafael e Avenida Paralela,
chegando até a Praia de Patamares
• Próximo à CHESF encontra-se sua nascente,
interceptada pela construção da Avenida Paralela;
CARACTERIZAÇÃO DA BACIA DO RIO PASSA VACA
• A impermeabilização da área da microbacia
também é oriunda da pavimentação de ruas e
construções de condomínios;
• Construção de pontes paralelas correspondendo a
avenida Otávio Mangabeira impedindo a entrada de
água salgada no estuário do Manguezal;
ÁREA DE ESTUDO
REMANESCENTE DE MANGUEZAL E ENTORNO ANTROPIZADO
ÁREA DE ESTUDO
• Constituído por um ecossistema localizado no
bairro de Patamares na foz do rio Passa Vaca,
abrangendo o prisma praial, o qual se encontra
com o Rio Jaguaribe, desembocando ambos no
mar, o manguezal é parte representativa da
paisagem litorânea soteropolitana, inserida na
planície litorânea e constituída por dunas
quaternárias.
ÁREA DE ESTUDO
Esta seção da bacia corresponde a uma área
litorânea de baixa altimetria, entre 0 a 10 metros da
altitude e teve seu ecossistema de manguezal
delimitado em:
• Área original 50 mil m² (SEPLAM, 1980);
• Área atual 14 mil m² (CAETANO, 2003);
ÁREA DE ESTUDO
REMANESCENTE DE MANGUEZAL (MUDANÇAS NA PAISAGEM)
ÁREA DE ESTUDO
OCUPAÇÃO DAS ÁREAS E CANALIZAÇÃO NA FOZ DO RIO PASSA VACA
TÁBUA DE MARÉPORTO DE SALVADOR (ESTADO DA BAHIA)
Latitude: 12º57',9S Longitude: 038º31',0W Fuso:+03.0 Ano: 2009
Instituição: IAGS Componentes 32 Nível Médio 1.320 Carta: 1102
MATERIAIS E MÉTODOS
Fase de campo:
O sedimento foi coletado até 30cm de profundidade, fracionado
e acondicionado individualmente em sacos plásticos
etiquetados e transportados para o laboratório em caixas
térmicas contendo gelo.
Amostrador metálico. Caixa térmica.
Sacos de polietileno
MATERIAIS E MÉTODOS
• Fase de laboratório:
As amostras foram conservadas a –18 °C. Por ocasião das
análises, foram descongeladas à sombra, secas ao ar livre e
depois complementadas em estufa a 60 °C. Ao atingirem a
temperatura ambiente, as amostras foram passadas em
peneira inoxidável com 0,180 mm de abertura de malha.
80 mesh (0,180 mm)
MATERIAIS E MÉTODOS
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS DE SEDIMENTOS
SECAGEM
MOAGEM
PENEIRAMENTO
HOMOGENEIZAÇÃO
ACONDICIONAMENTO/ CONSERVAÇÃO/
ARMAZENAMENTO
Fase de laboratório:
MATERIAIS E MÉTODOS
• Determinação de fosfato em sedimento estuarino;
• O método consiste na determinação de ortofosfatos
utilizando a Espectrofotometria de Absorção
Molecular na região do visível.
MATERIAIS E MÉTODOS
FRASCO COM TAMPA
10 mL da amostra (pipeta)0,2 mL da solução de ácido ascórbico.
AGITAR
Colocar a amosta
na CUBETA
aguardar 10 minutos
0,8 mL de solução aquosa de molibdato de amônio
AGITAR
limpar com papel macio
Colocar no
ESPECTROFOTÔMETRO
(A=880nm)
Anotar os valores das concentrações obtidas
DETERMINAÇÃO DE FOSFATO EM SEDIMENTO ESTUARINO
Grasshoff (1999) e Aspilla et al. (1976)
Pesar 0,4g de
sedimento
+
10 mL de HCl
↓
Agitar por 16 h
Centrifugar por 15 min
←
MATERIAIS E MÉTODOS
• Determinação de matéria orgânica e carbono
orgânico em sedimento - método Walkey-Black
(1947);
• O método se baseia nas reações exotérmicas,
calor e oxidação com dicromato de potássio e
H2SO4 concentrado na amostra;
MATERIAIS E MÉTODOSDETERMINAÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA E CARBONO ORGÂNICO
EM SEDIMENTO MÉTODO WALKEY-BLACK (1947)
ERLENMAYER (500 mL)
AGITAÇÃO
Tampar c/ VIDRO
DE RELÓGIO
TITULAR sulfato ferroso
amoniacal 0,5 N
200 mL H2O destilada
10 mL de H3PO4 85%
0,2 g de NaF
0,5 ml difenilamina
1 minuto
0,5 g de amostra
10 mL K2CrO7 (1,0 N)
Aguardar 30 min.
até atingir cor verde brilhante
HOMOGENEIZAR
20 mL (H2SO4 – Ag2SO4)
MATERIAIS E MÉTODOS
• Determinação e nitrogênio total em sedimento -
método Kjeldahl (método volumétrico)
A análise de nitrogênio por este método ocorre
através de três etapas:
• Mineralização ácida,
• Destilação do NH4 mineralizado
• Titulação por acidimetria do NH4 deslocado
Digerir em bloco digestor(MINERALIZAÇÃO)
350 C por 4 h (50 - 50 C)
PARTE I – (MINERALIZAÇÃO)
TUBO HJELDAL (300 ml)
HOMOGENEIZAR
0,7 g de amostra1 g mistura digestora
HOMOGENEIZAR
Colocar DEDO FRIO
Deixar esfriar – temperatura ambiente
3 ml H2SO4 (CAPELA)
DETERMINAÇÃO DE NITROGÉNIO TOTAL EM
SEDIMENTO KJELDAHL (MÉTODO VOLUMÉTRICO)
Bloco e tubo digestor
Dedo frio
PARTE II - (DESTILAÇÃO)
DETERMINAÇÃO DE NITROGÉNIO TOTAL EM
SEDIMENTO KJELDAHL (MÉTODO VOLUMÉTRICO)
Destilador
KJELDAHL
Conectar
Erlenmayer (250 ml)
TUBO KJELDAL
Reação completa
15 mL
NaOH a 50%
40 ml
H3BO3 a 4%
saída do
condensador
NH3+H3BO3 H3BO3- + NH4
+
Ligar aquecimento
Destilar amostra c/ NH4+
5 minutos
PARTE III – (TITULAÇÃO)
ERLENMAYER
(250 mL)
Até mudança de
azul rosa
Titular (borato de amônia)
3 gotas indicador mistobromocresol + metila
Solução H2SO4 0,01 N
DETERMINAÇÃO DE NITROGÉNIO TOTAL EM
SEDIMENTO KJELDAHL (MÉTODO VOLUMÉTRICO)
MATERIAIS E MÉTODOS
• Processos de decomposição de amostras para análise e determinação de metais
A amostra de laboratório é uma redução da amostra bruta, e a amostra para análise é uma porção da amostra de laboratório.
MATERIAIS E MÉTODOS
Determinação por ICP- AES
(Cr, Cd, Pb, Cu, Mn, Zn e Fe)
DECOMPOSIÇÃO DE SEDIMENTO ESTUARINO PARA ANÁLISE
HOMOGENEIZAR
HOMOGENEIZAR
Aguardar 30 min.
Filtrar p/ Balão (50 ml)
A FRIO
BÉQUER (100 ml)
0,5 g amostra 10 ml HNO3 conc. (capela)
10 ml H2O tipo I
1 minuto
Agitar de 10 em 10 min.
Transferir quantitativamente c/ H2O tipo I
VIA FORNO DE MICROONDAS
HOMOGENEIZAR
HOMOGENEIZAR
FORNO DE MICROONDAS
Deixar esfriar (capela)
Vaso TEFLON
10 ml H2O tipo I
Fechar vasos
0,5 g amostra 10 ml HNO3 conc. (capela)
Ver programa
Filtrar p/ Balão (50 ml)
MATERIAIS E MÉTODOS
Deionizador Milli´Q
H2O tipo I
STEP TEMPO
(min.)
POTÊNCIA (W)
1 5 400
2 1 790
3 4 320
4 3 000
Programa do forno de microondas utilizado na
Decomposição das amostras de sedimento do rio
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Estação Data Hora pH Eh Temp. SAL.
O.D.
(mg/l)
Condutivid.
(µs/cm)
P3. 1 28/08/09 9:40 6,99 20 25,7 1 3,7 647
P3. 2 28/08/09 2:72 6,42 34 25,3 1 2,9 690
Tab I. Medidas em campo (parâmetros físico-químicos)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
• Os sedimentos estuarinos apresentam
característica levemente alcalina, com pH
geralmente superior a 7, o que é inerente a
ambientes sujeitos a influência marinha;
• Os sedimentos arenosos marginais são oxidantes,
os finos das zonas profundas de canais são
geralmente redutores;
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Metal LDM
P3 (0-5) P3 (5-10) P3 (10-20) P3 (20-30)
Valores de
Referência
Do NOOA
Valores de
Referência
Do NOOA
Valores de
ReferênciaDo NOOA
Media Media Media Media Backgrioud Tel Pel
Cd 0,14 0,32 0,51 0,13 0,14 300 5,96 3,53
Pb 0,18 2,72 5,07 2,24 9,11 17 35 91,3
Cr 0,45 6,00 9,51 3,40 6,00 13 37,3 90
Cu 0,35 4,64 9,72 2,35 3,48 25 35,7 1,97
Zn 0,45 7,90 21,05 4,10 2,68 38 120 315
Fe 3999,90 6339,95 2202,68 2008,15 1,80 NI NI
Mn 0,13 6600,29 6874,75 37,20 7086,88 400 NI NI
Tab II. Concentração média dos elementos (Fe, Cu, Mn, Zn, Cr, Cd, Pb)
em sedimento da foz do rio Passa Vaca.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
• Para avaliar o impacto causado pela presença
desses metais poluentes, foi considerado critério
interpretativo (NOAA), para avaliar a qualidade dos
sedimentos com relação aos poluentes químicos,
adotado pela RESOLUÇÃO CONAMA 344/04;
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Define dois limites e três faixas para sedimentos de águas
salobras e salinas:
• TEL (“Threshold Effect Level”), que indica o nível abaixo do
qual não ocorre efeito adverso à comunidade biológica;
• PEL (“Probable Effect Level”), que é o nível acima do qual
é provável a ocorrência de efeito adverso à comunidade
biológica;
• Faixa entre o TEL e o PEL representa uma possível
ocorrência de efeito adverso à comunidade biológica
RESULTADOS E DISCUSSÃO
• Entre os elementos analisados presentes no
ambiente em condição de causar toxicidade, os
mais potencialmente tóxicos às plantas e aos
animais superiores são o cádmio, o chumbo, o
cobre;
• Porém os valores detectados para esses metais
pesados ficaram abaixo dos limites adotados pelo
CONAMA 344/04.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
• Os teores de Fe e Mn nas amostras estão muito
acima do Background de referência para
sedimentos de águas salinas e salobras a serem
dragados;
• Os teores dos metais são controlados
principalmente pelos óxidos e hidróxidos de Fe e
Mn e matéria orgânica.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
• Óxidos e hidróxidos de Fe e Mn - Durante
precipitação incorporam e coprecipitação íons que
não seriam normalmente afetados por modificações
de pH e Eh. Ex.: Cu2+e Zn2;
• Importantes controladores da fixação de metais
pesados;
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tabela IV - Níveis de classificação do material a ser dragado.
Fonte: CONAMA, 2004.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
• A granulometria é um dos principais fatores que
condicionam a distribuição de metais em
sedimentos estuarinos (Zhang et al., 2002);
• Portanto, mudanças nas condições ambientais e
dragagens podem transformar os sedimentos em
fontes de contaminação;
RESULTADOS E DISCUSSÃO
• Argilas desempenham importante papel na
mobilidade dos elementos;
• Função da CTC(150 meq/100g);
• Facilidade em receber moléculas de água ou
cátions entre as lâminas que constituem sua
estrutura.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tabela IV - Valores orientadores para carbono orgânico total e nutrientes.
VALOR ALERTA - valor acima do qual representa possibilidade
de causar prejuízos ao ambiente na área de disposição.
Fonte: CONAMA, 2004.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
AMOSTRA % M.O. %COT %N FA(mg/Kg)
P3 (0-5) 1,39 0,81 < LDM 678,39
P3 (5-10) 1,56 0,91 < LDM 817,39
P3 (10-20) 0,49 0,28 < LDM 77,01
P3 (20-30) 0,55 0,25 < LDM 19,15
Tab III. Resultados das determinações de Matéria Orgânica (M.O.),
Carbono Orgânico Total (COT), Nitrogênio Orgânico Total (N),
Fosfato assimilável (FA).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
• Os teores de fósforo nas amostras (0 -5 e 5 -10) cm
são maiores do que os encontrados por OLIVEIRA
et al.(2009);
• Porém são menores em relação aos limites
adotados pela CONAMA 344/04;
• Os fosfatos possivelmente provenientes dos
efluentes domésticos podem estar associados à
matéria orgânica;
RESULTADOS E DISCUSSÃO
• Os maiores teores de M.O. e COT ocorrem nas
frações de (0-5 e 5-10) cm, devido a presença de
material fino;
• M.O. - Constituída por um complexo grupo de
componentes de origem biológica.
• Forma complexos organometálicos e quelatos.
• Elevada CTC (500meq/100g).
CONCLUSÃO
• Embora a presença desses elementos,
especialmente os metais pesados, seja
generalizada nos solos em condições naturais, as
atividades humanas acabam, de alguma forma,
adicionando ao solo materiais que contêm esses
elementos, os quais podem atingir concentrações
muito altas, que comprometem a qualidade do
ecossistema;
CONCLUSÃO
• Os metais pesados Cd, Pb, Zn, Cu e Cr, também
podem ser poluentes comuns e preocupantes no
meio aquático;
• Principais fontes para a água, para o sedimento e
até mesmo para animais e plantas são os esgotos
industriais e domésticos, as águas de drenagem
urbana, lixo e atividades relacionadas ao setor
portuário
CONCLUSÃO
• Matéria orgânica e os nutrientes como nitrato
(NO3-), fosfato (PO4
-3), amônio (NH4+) quando em
excesso e sob certas condições ambientais são
poluentes e podem provocar processos de
eutrofização.
CONCLUSÃO
• Os resultados deste trabalho permitem inferir que
os sedimentos do Rio Jaguaribe, próximo a foz do
Rio Passa-vaca apresentam indícios de poluição e
riscos à saúde humana e ao ambiental devido as
altas concentrações de Fe e Mn;
• Provavelmente associado aos óxidos e hidróxidos
destes elementos nos manguezais ;
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