07 302-1314-1-ED revisado

Agronomia/Agronomy
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QUANTIFICAÇÃO DE METAIS PESADOS NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO
UBERABA*
PEDROSO NETO, J. C.1
1
Eng. Agrônomo, Pesquisador EPAMIG, professor FAZU, Bolsista FAPEMIG, e-mail: [email protected]
* Trabalho financiado pela FAPEMIG.
RESUMO: O rio Uberaba é um importante curso de água do Triângulo Mineiro, sendo responsável pelo abastecimento da
cidade de Uberaba e de outros municípios da região. Desta forma, considerando os riscos à população decorrentes do
acumulo de metais pesados na sua bacia, foi realizado este trabalho, no qual foram quantificados os níveis de Cu, Hg, Fe,
Zn, Cd, Pb, Ni, Cr, As, Se e Mn nos sedimentos de dez pontos ao longo do curso do rio. Os resultados permitiram concluir
que os teores de Hg, Pb, As e Se nas amostras coletadas na nascente do rio Uberaba foram superiores aos seus respectivos
valores de referência de qualidade, já os teores de Hg, Cr e Se foram superiores aos seus respectivos valores de referência
nas amostragens feitas logo abaixo do ponto onde ocorre a descarga de esgoto da cidade de Uberaba. Os elementos Cu, Fe
e Zn, embora não tenham atingido o VRQ, também tiveram um aumento a partir deste ponto. Os teores de Cd e Ni
permaneceram baixos em todos os pontos amostrados, não apresentando riscos para o ecossistema. Trabalhos de
conscientização comunitária, de fiscalização e, principalmente, ações saneadoras deverão ser tomadas, principalmente
próximo a nascente do rio e a jusante das cidades de Uberaba e Conceição das Alagoas.
PALAVRAS CHAVE: Biorremediação; Contaminação; Poluição..
THE QUANTIFICATION OF HEAVY METALS IN THE HYDROGRAFIC BASIN OF UBERABA RIVER
ABSTRACT: Uberaba river is a major watercourse of Triângulo Mineiro, being responsible for the water supplying of
Uberaba and other towns in the region. Thus considering the risks of the population resulting from the accumulation of
heavy metals in its basin, it was carried out a study in which quantified the levels of Cu, Hg, Fe, Zn, Cd, Pb, Ni, Cr, As, Se
and Mn in the sediments of ten points along the river course. The results showed that the levels of Hg, Pb, As, and Se in
the samples collected at the water spring of Uberaba River were higher than their respective quality value bench marks. In
the samples taken just below the point where there is the discharge of sewage from the city of Uberaba, showed that the
contents of Hg, Cr, Se were higher than their respective quality value bench marks. Although the elements Cu, Fe, Zn did
not reach the VRQ, they also had an upward tendency from that point. The contents of Cd and Ni remained low in all
sampling points, with no significant risks to the ecosystem. Some projects, such as community awareness, inspection and
especially sanitation actions, should be carried out, especially near the source of the river and the downstream from the
cities of Uberaba and Conceição das Alagoas.
KEY WORDS: Bioremediation; Contamination; Pollution.
INTRODUÇÃO
Segundo Malavolta; Vitti; Oliveira, (1997), a
expressão “metal pesado” aplica se a elementos químicos
que apresentam peso específico maior que 5 g cm-3 ou
número atômico maior que 20. De acordo com Atkins e
Paula (2002), nestes critérios enquadram Cu, Hg, Fe, Zn,
Cd, Pb, Ni, Cr, As, Se e Mn que são os onze elementos
químicos estudados. importante relatar, ainda, que cinco
destes elementos enquadram se no critério da
essencialidade para as plantas, como descrito Marschner
(2005), quais sejam Cu, Fe, Zn, Ni e Mn.
Estes elementos podem ser adicionados ao solo ou
provenientes do material de origem ou pela ação antrópica.
Alleoni; Borba; Camargo, (2005) cita que metais pesados,
como o Cu, Zn, Hg, Cd, As e Pb ocorrem principalmente
nos basaltos e nas rochas intermediárias, na forma de
sulfetos ou como elementos traços dos silicatos e outros
minerais das rochas ígneas. Troeh e Thompson (2007)
relatam que o Pb e outros metais pesados usados em
combustíveis são dispersos na atmosfera e podem atingir
áreas próximas aos locais de tráfego de veículos, sendo
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 40-46, 2011.
constatados incrementos na concentração de Pb e Cu em
solos e plantas existentes ao longo das rodovias.
De acordo com Gupta (2001) o acúmulo de metais
pesados no solo ocorre de várias formas, principalmente
através da adição de biossólidos, como o esterco animal e
lodo de esgoto. O autor afirma, ainda, que o Cd é o metal
pesado que mais inspira cuidado pois pode afetar a vida
humana. Além desses, são relatados As, Cr, Pb Hg E Ni.
Rodella e Alcarde (2001) relatam que o lixo urbano e
diferentes tipos de resíduos industriais como fonte de
contaminação, que pode ocorrer pelas atividades
antropegênicas,
como
escorrimentos
superficiais,
descargas de mineração e deposição atmosférica. Para o
autor, a toxidade de um agente químico é uma propriedade
que refere se ao potencial de promover efeitos nocivos em
organismos vivos e, é função da concentração deste agente
e da duração de exposição. A toxicidade pode ocorrer de
forma aguda, através de uma resposta severa e rápida ou,
crônica, quando há falta de manifestação de efeito de
natureza aguda (CASTRO e JONSSON, 2001).
De acordo com Mattiazzo; Bertoni; Cruz, (2001),
entre os efeitos prejudiciais associados a presença de
metais pesados no solo, destaca se a possibilidade de sua
Agronomia/Agronomy
absorção pelas plantas, o que possibilita a entrada na
cadeia alimentar. Ainda segundo estes autores a quantidade
de metais pesados presentes no solo que é passível de ser
absorvida pelas plantas, denominada quantidade fito
disponível, depende das características do solo, do metal
avaliado, da planta e de outros elementos presentes.
Peterson (1983) cita que estudos revelam a presença de
comunidades específicas de plantas tolerantes em solos
contaminados, como por exemplo, com Se, Zn, Cu, Ni e
Cr.
Mortvedt (2001) afirma que uma importante fonte
de metais pesados para o solo consiste na adição de
fertilizantes fosfatados que, com repetidas aplicações
podem elevar os níveis destes elementos a valores
considerados prejudiciais ao meio ambiente. O mesmo
autor afirma, ainda, que alguns países estabelecem limites
de tolerância para aplicação de metais pesados no solo,
porque não conhecem seus efeitos á longo prazo. Para os
fertilizantes fosfatados tem sido propostas regulamentações
para estabelecimento de limites das concentrações destes
elementos. Alcarde e Rodella (2003) embora concordem
que o uso de fertilizantes fosfatados possibilite o
incremento de metais pesados no solo, salientam que a
preocupação maior está associada ao uso destes produtos
em plantas utilizadas diretamente na alimentação humana,
como as hortaliças e os grãos.
De acordo com Guilherme et al. (2005),
a
deposição de elementos traços no sedimento de sistemas
41
aquáticos deve ser observada num programa de
monitoramento de forma a avaliar sua dispersão,
disponibilidade e absorção pela biota. Há, também, a
necessidade de identificação das fontes poluidoras. Os
autores citam, ainda, que os processos naturais de
aparecimento de elementos traços nos sistemas hídricos
são o intemperismo e a lixiviação, enquanto as fontes
antropogênicas estão associadas à mineração, industria e
efluentes urbanos. A ação do homem contribui com cerca
de 1 milhão de toneladas de metais, principalmente Pb, por
ano, nos ecossistemas terrestres e aquáticos.
No Brasil a CETESB (2005), tem trabalhado para
definir valores orientadores para solos do estado de São
Paulo e que foram utilizados no trabalho, sendo
considerados: Valor de Referência de Qualidade (VRQ),
Valor de prevenção (VP) e Valor de intervenção (VI). O
VRQ é a concentração de determinada substância que
define um solo como limpo, sendo utilizado como
referência nas ações de prevenção da poluição e de
controle das áreas contaminadas. O VP é a concentração de
determinada substância, acima da qual podem ocorrer
alterações prejudiciais à qualidade do solo e, quando é
ultrapassado, a continuidade das atividades poluidoras
deverá ser submetida à nova avaliação. Já o VI significa a
concentração de determinada substância no solo acima da
qual existem riscos, diretos e indiretos, à saúde humana.
Os valores orientadores dos metais pesados quantificados
no trabalho podem ser visualizados na TAB. 1, abaixo.
Tabela 1- Metais pesados, símbolos, massa específica, número atômico, valores de referência de qualidade (VRQ), de
prevenção (VP) e de intervenção (VI).
Massa específica
VRQ
VP
VI
Metal
Número
Símbolo
pesado
atômico
g cm-3
mg kg-1 de peso seco de sedimento
Cobre
Cu
8,96
29
35
60
200
Mercúrio
Hg
13,55
80
0,05
0,5
12
Ferro
Fe
7,87
26
Zinco
Zn
7,13
30
60
300
450
Cádmio
Cd
8,64
48
0,5
1,3
3
Chumbo
Pb
11,35
82
17
72
180
Níquel
Ni
8,91
28
13
30
70
Cromo
Cr
7,18
24
40
75
150
Arsênio
As
5,70
33
3,5
15
35
Selênio
Se
4,79
34
0,25
5
Manganês
Mn
7,43
25
Fonte: CETESB, 2005
A bacia do rio ocupa uma área de 2374 km2 e
banha os municípios de Uberaba, Veríssimo, Conceição
das Alagoas e Planura, no Triângulo Mineiro, alem de
fornecer água potável para Uberaba e Conceição das
Alagoas e, abastecer centenas de sistemas de irrigação.
Desta forma, o trabalho foi realizado com o objetivo de
definir os níveis de metais pesados em sedimentos
coletados no leito do rio Uberaba.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi realizado no ano de 2008 e consistiu
em coletar amostras de sedimentos no leito do rio Uberaba.
E, faz parte de projeto de pesquisa intitulado “
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 40-46, 2011.
Levantamento de reconhecimento dos solos e aptidão
agrícola das terras da micro-bacia hidrográfica do rio
Uberaba” financiado pela FAPEMIG. As amostras foram
coletadas em dez pontos a partir da nascente, de acordo
com a TAB 2 e Mapa 1, sendo que quatro foram coletadas
a montante da estação de captação de água do município e,
as restantes a jusante, até próximo a foz do rio, no rio
Grande. O Mapa 1 e as FIG., abaixo, identificam os pontos
amostrados
Foram quantificados os níveis de cobre mercúrio,
ferro, zinco, cádmio, chumbo, níquel, cromo, arsênio,
selênio e manganês, de acordo com a metodologia
preconizada por USEPA (1998) e descritas por Abreu;
Abreu; Berton, (2002).
Agronomia/Agronomy
42
Os valores obtidos em cada ponto foram
comparados com Valores de referência de qualidade para
cada elemento de acordo com CETESB (2005). Estes
valores devem ser usados como referência nas ações de
prevenção da poluição do solo e de controle de áreas
contaminadas.
R3
R7
R6
R5
R2
R1
R4
R8
R9
R10
Mapa 1. Bacia hidrográfica do rio Uberaba.
Tabela 2 - Locais de coleta de sedimentos do rio Uberaba. Uberaba-MG, 2009.
Distância
Latitude
Amostra
Local
da nascente (km)
Sul
R1
Nascente do rio Uberaba
0
19°39’28”
R2
4 km acima de Santa Rosa
15
19°40’21”
R3
Ponte de Madeira com VCA
30
19°38’27”
R4
Estação de captação CODAU
45
19°42’48”
R5
Estação tratamento esgoto
55
19°43’33”
R6
Cachoeira dos macacos
70
19°41’35”
R7
Ponte de acesso a Veríssimo
95
19°42’59”
R8
Ponte do Golfo BR 262
115
19°45’36”
R9
Conceição das Alagoas
140
19°54’34”
R10
Rodovia Conceição-Planura
170
19°47’56”
R1
R2
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 40-46, 2011.
R3
R4
Longitude
Oeste
47°42’18”
47°46’55”
47°53’12”
47°56’18”
48°00’18”
48°10’32”
48°15’52”
48°20’40”
48°23’30”
48°27’58”
Altitude
(m)
969
820
756
702
672
599
561
534
472
452
R5
Agronomia/Agronomy
R6
43
R7
R8
R9
R10
Figura 1. Locais onde foram coletadas as amostras.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Figura 2. Níveis de cobre e mercúrio (mg kg-1peso seco) nos sedimentos.
Observa se na FIG. 2 que os níveis de Cu não
atingiram o VRQ em nenhum dos dez pontos amostrados,
embora tenham sido observados níveis crescentes a partir
da ponte de madeira, o que pode ser explicado pela ação
antrópica, já que este ponto fica a menos de 10 km do
povoado de Santa Rosa. Os níveis mais elevados foram
observados na cachoeira dos Macacos, 20 km abaixo do
ponto onde é despejado o esgoto proveniente da cidade de
Uberaba. A partir desde ponto os níveis desde nutriente
decrescem até a área urbana do município de Conceição
das Alagoas, quando voltam a aumentar, diminuindo,
novamente no ponto em que o rio Uberaba deságua no rio
Grande.
Por outro lado, o nível de Hg (FIG. 2) atingiu o
VRQ na nascente, decrescendo e mantendo se em níveis
baixos até a estação de tratamento de esgoto, quando
ultrapassou o VRQ. Os níveis mantiveram se altos até a
cachoeira dos macacos, diminuindo em seguida e voltando
a ultrapassar o VRQ no ponto sob a ponte do Golfo, na BR
262 até a área urbana de Conceição das Alagoas. Em
nenhum dos pontos avaliados os níveis de Hg aproximou
se do VP. A proximidade de rodovia e de área urbana
forma determinantes para estes aumentos, conforme relatos
de Troeh e Thompson (2007) e Guilherme et al (2005).
Figura 3. Níveis de ferro e zinco (mg kg-1peso seco) em sedimentos.
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 40-46, 2011.
Agronomia/Agronomy
Os níveis de Fe nos sedimentos (FIG. 3) seguiram
as mesmas tendências do Cu, tendo seu ápice na cachoeira
dos Macacos. Porem, para este elemento não estão
determinados os valores de referência de qualidade. Por
44
outro lado os níveis de Zn tiveram acréscimo após o
recebimento do esgoto do município, diminuindo até a
ponte do Golfo, na BR 262 e voltando a aumentar na área
urbana de Conceição das Alagoas.
Figura 4. Níveis de cádmio e chumbo ( mg kg-1peso seco) em sedimentos.
Os resultados ilustrados na FIG. 3 mostram que os
níveis de Cd mantiveram se muito baixos em todos os
pontos coletados, apresentando valores dez vezes menores
do que o VRQ, evidenciando que este metal pesado não foi
encontrado em níveis considerados danosos para a natureza
nos pontos amostrados. Ainda na FIG. 5 observa se que o
nível de Pb mostrou se acima do VRQ na nascente,
diminuindo a seguir e, permanecendo baixo ate a
confluência dos rios Uberaba e Grande. Estes resultados
evidenciam que a área urbana de Uberaba não contribuiu
para o lançamento deste elemento no curso do rio. Estes
valores podem ser explicados pela proximidade da
nascente à rodovia, que constitui se como uma importante
fonte de metais pesados para o meio ambiente, como relata
Troerh e Thompson (2007).
Figura 5. Níveis de níquel e cromo (mg kg-1peso seco) em sedimentos.
Os níveis de Ni (FIG. 5), mantiveram se abaixo do
VRQ em todos os dez pontos amostrados, observando se
pequeno acréscimo nos pontos acima do povoado de Santa
Rosa e também na cachoeira dos macacos. Por outro lado,
os níveis de Cr nos sedimentos (FIG. 55), mantiveram se
abaixo do VRQ nos três primeiros pontos amostrados.
Porem, a partir da estação de tratamento de água de
Uberaba, até a ponte do Golfo, na BR 262, sentido Campo
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 40-46, 2011.
Florido, voltando a superar o VRQ já no encontro com o
rio Grande, próximo ao município de Planura. O
lançamento de efluentes de esgoto da cidade pode ter
contribuído para estes resultados, conforme Gupta (2001),
que afirma ser a adição de biossólidos uma importante
fonte de metais pesados ao meio ambiente.
Agronomia/Agronomy
45
Figura 6. Níveis de arsênio e selênio (mg kg-1peso seco) em sedimentos.
Assim como no caso do Pb, os níveis de As e Se
(FIG. 6) na nascente foram superiores ao VRQ. No caso
do As estes valores permaneceram baixos por todos os
demais pontos amostrados no curso do rio. No entanto, os
níveis de Se tiveram acréscimo na cachoeira dos Macacos
e na área urbana do município de Conceição das Alagoas.
Figura 7. Níveis de manganês (mg kg-1peso seco)
em sedimentos.
CONCLUSÕES
Os teores de mercúrio, chumbo, arsênio e selênio
nos sedimentos coletados na nascente do rio Uberaba
foram superiores aos seus respectivos valores de referência
de qualidade.
Os teores de mercúrio, cromo e selênio foram
superiores aos seus respectivos valores de referência, nas
amostragens feitas logo abaixo do ponto onde ocorre a
descarga de esgoto da cidade de Uberaba. Os níveis dos
elementos cobre, ferro e zinco, embora não tenham
atingido o VRQ, também tiveram de alta partir deste ponto.
Os teores de cádmio e níquel permaneceram baixos e
m todos os pontos amostrados, não apresentando riscos
para o ecossistema.
Trabalhos de conscientização comunitária, de
fiscalização e, principalmente ações saneadoras deverão
ser tomadas, principalmente próximo a nascente do rio e a
jusante das cidades de Uberaba e Conceição das Alagoas.
FAZU em Revista, Uberaba, n. 8, p. 40-46, 2011.
Os níveis de Mn (FIG. 7) foram mais baixos na
nascente, próximo a estação de tratamento de esgotos, na
ponte do Golfo e na foz do rio Uberaba. Valores mais
elevados foram detectados na ponte de madeira, na
cachoeira dos macacos e na área urbana de Conceição das
Alagoas. Porem, segundo (CETESB, 2005) não existe
VRQ estipulado par este micronutriente.
AGRADECIMENTOS
A FAPEMIG pelo auxilio para a execução deste
trabalho e pela concessão de bolsa aos autores deste artigo.
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