UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ
CENTRO DE CIENCIAS TECNOLOGICAS DA TERRA E DO MAR
Curso de Oceanografia
LUIZA DA LUZ NUNES
AVALIAÇÃO DOS NÍVEIS DE METAIS PESADOS NO SEDIMENTO E
MATERIAL EM SUSPENSÃO NO RIO ITAJAÍ-AÇÚ E ÁREAS ADJACENTES,
DURANTE PROCESSO DE APROFUNDAMENTO DO CANAL DO PORTO DE
ITAJAÍ-SC.
ITAJAÍ
JUNHO-2012
LUIZA DA LUZ NUNES
AVALIAÇÃO DOS NÍVEIS DE METAIS PESADOS NO SEDIMENTO E
MATERIAL EM SUSPENSÃO NO RIO ITAJAÍ-AÇÚ E ÁREAS ADJACENTES,
DURANTE PROCESSO DE APROFUNDAMENTO DO CANAL DO PORTO DE
ITAJAÍ-SC.
Monografia referente ao Trabalho de
Conclusão de Curso de Oceanografia,
apresentada como requisito parcial para
obtenção do titulo de oceanógrafo na
Universidade do Vale do Itajaí.
Orientador: Msc.Patrícia Fóes Scherer
Costódio
ITAJAÍ
JUNHO-2012
ii
DEDICATÓRIA
Aos meus pais, avós, irmã e
amigos.
iii
RESUMO
O estuário do rio Itajaí-Açú apresenta grande importância econômica, social e
ecológica para o estado de Santa Catarina. Com a finalidade de aprofundar o canal de
navegação do Porto de Itajaí, foram realizadas ações de dragagem no estuário em questão.
Este processo gera grande remobilização de sedimentos, podendo haver a disponibilização de
poluentes que estavam sedimentados. Este trabalho surgiu como parte integrante do Plano
Básico Ambiental - PBA da Dragagem de Aprofundamento (-14,0 Metros DHN) do Canal de
Acesso e da Bacia de Evolução do Porto Organizado de Itajaí, SC, desenvolvido pela
UNIVALI sendo o foco deste a avaliação dos metais traços Cd, Cr, Ni e Zn nos sedimentos
superficiais e material particulado em suspensão, durante a dragagem realizada na área,
período de maio a dezembro de 2011, utilizando a metodologia por digestão ácida e
determinação pelo método de Espectrometria de Absorção Atômica com atomização por
chama Perkin Elmer 3110 ou eletrotérmica (forno de grafite AnalytikalJena), em doze pontos
amostrais, sendo comparados com a legislação Conama/344. No sedimento todos os metais
apresentaram uma forte correlação com sedimentos finos (p=0,000), sendo este determinante
nas concentrações dos mesmos, apresentando grande variação em função da dragagem, sendo
destacado o níquel, o qual apresentou as concentrações elevadas no sedimento, sendo
enquadrado como nível 1, estabelecido pela legislação. No MPS, as correlações significativas
observadas entre a vazão, salinidade, concentração de MPS e metais associados, destacam os
diferentes comportamentos do metal, influenciando sua dinâmica no ambiente.
PALAVRAS CHAVES: Dragagem, Concentração de metais, Portos.
iv
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Área de estudo: Estuário do Rio Itajaí-Açú e pontos amostrais no interior do
estuário (#01, #02, #03, #04, #05, #06, #07), e área adjacente (#8, #09, #10, #11, #12) ......... 15
Figura 2: gráfico apresentando a variação da salinidade média no interior do estuário e áreas
adjacentes, em relação a vazão média dos meses amostrados .................................................. 19
Figura 3: Gráfico referente a variação média de MPS, superfície e fundo, Interior do estuário
(A) e área adjacente (B). ........................................................................................................... 20
Figura 4: Gráfico referente a variação média de matéria orgânica no sedimento ao longo dos
pontos amostrais. ...................................................................................................................... 21
Figura 5: Gráfico referente a razão granulométrica de sedimentos finos e grossos ao longo dos
pontos e meses amostrados. (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F)
outubro, (G) novembro, (H) dezembro. .................................................................................... 22
Figura 6: Gráfico representando a concentração média mensal de Cádmio, no interior do
estuário e área adjacente. .......................................................................................................... 23
Figura 7: Gráfico representando a concentração média mensal de Cromo, no interior do
estuário e área adjacente. .......................................................................................................... 24
Figura 8: Gráfico representando a concentração média mensal de Níquel, no interior do
estuário e área adjacente. .......................................................................................................... 25
Figura 9: Gráfico representando a concentração média mensal de Zinco, no interior do
estuário e área adjacente. .......................................................................................................... 26
Figura 10: Gráfico referente a concentração de cádmio (mg/kg) no sedimento em cada ponto
amostral, nos respectivos meses: (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F)
outubro, (G) novembro, (H) dezembro, relacionado com percentual de sedimentos finos
encontrados nas amostras, representado pela linha roxa. ......................................................... 28
Figura 11: Gráfico Boxplot de Cd, apresentando as concentrações médias (▫) , desvio padrão
(□), erro(H) e pontos considerados fora da média(◦) ................................................................ 29
Figura 12: Gráfico referente a concentração de cromo (mg/kg) no sedimento em cada ponto
amostral, nos respectivos meses: (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F)
v
outubro, (G) novembro, (H) dezembro, relacionado com percentual de sedimentos finos( linha
contínua roxa) e limite estabelecido pelo Conama344( linha tracejada vermelha) .................. 31
Figura 13: Gráfico boxplot de cr, apresentando as concentrações médias (▫) , erro (□),desvio
padrão (H) e pontos considerados fora da média(◦) ................................................................. 32
Figura 14: Gráfico Boxplot de Ni, apresentando as concentrações médias (▫), desvio padrão
(□), erro(h) e pontos considerados fora da média (◦)................................................................ 33
Figura 15: Gráfico referente a Concentração de Níquel (mg/kg) no sedimento em cada ponto
amostral, nos respectivos meses: (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F)
outubro, (G) novembro, (H) dezembro, relacionado com percentual de sedimentos finos( linha
contínua roxa) e limites estabelecidos pelo Conama344( linha tracejada vermelha) ............... 34
Figura 16: Gráfico BoxPlot de Zn, apresentando as concentrações médias (▫) , desvio padrão
(□), erro(H) e pontos considerados fora da média(◦). ............................................................... 35
Figura 17: Gráfico referente a Concentração de Zinco (mg/kg) no sedimento em cada ponto
amostral, nos respectivos meses: (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F)
outubro, (G) novembro, (H) dezembro, relacionado com percentual de sedimentos finos( linha
contínua roxa) e limite estabelecido pelo Conama344( linha tracejada vermelha) .................. 37
Figura 18: Gráfico referente a variação mensal média de Cd (A), Cr(B), Ni(C) e Zn(D)
associados ao material particulado em suspensão, no interior do estuário e área adjacente,
superfície e fundo . ................................................................................................................... 40
vi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Limites estabelecidos pelo Conama/344 para cada metal para águas salobras. ........ 18
Tabela 2: Tabela referente a temperatura média da água nos pontos amostrais ao longo dos
meses. ....................................................................................................................................... 19
Tabela 3: Tabela referente ao pH médio da água nos pontos amostrais ao longo dos meses. . 20
vii
SUMÁRIO
RESUMO ...................................................................................................................... iv
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... v
LISTA DE TABELAS .................................................................................................vii
1.
INTRODUÇÃO .................................................................................................. 4
2.
OBJETIVOS ....................................................................................................... 6
2.1
Objetivo Geral .................................................................................................... 6
2.2
Objetivos Específicos .......................................................................................... 6
3.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ..................................................................... 7
3.1.
Importância de regiões estuarinas .................................................................... 7
3.2.
Características dos metais analisados ............................................................... 8
3.2.1. Cádmio ................................................................................................................. 8
3.2.2. Cromo .................................................................................................................. 8
3.2.3. Níquel ................................................................................................................... 9
3.3.
Zinco .................................................................................................................. 10
3.4.
Fontes de metais ................................................................................................ 10
3.5.
Metal no ambiente ............................................................................................ 11
3.6.
Histórico de analise de metais em sedimentos estuarinos ............................. 13
4.
METODOLOGIA............................................................................................. 14
4.1
Área de Estudo .................................................................................................. 14
4.2
Metodologia de Coleta e acondicionamento das amostras. .......................... 15
4.3
Métodos Analíticos ........................................................................................... 16
4.4
Material particulado em suspensão ................................................................ 16
4.5
Sedimentos ......................................................................................................... 16
4.6
Análise química de metais no sedimento ........................................................ 17
4.7
Análise química de metais no material particulado em suspensão .............. 17
4.8
Determinação quantitativa .............................................................................. 17
4.9
Validação da metodologia empregada para determinação de metais ......... 17
4.10 Legislação CONAMA ....................................................................................... 17
4.11 Análise Estatística ............................................................................................. 18
5.
RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................... 19
5.1
Parâmetros Físico-Químicos ............................................................................ 19
5.2
Características sedimentares ........................................................................... 20
5.3
Análise de Metais no Sedimento ...................................................................... 23
5.3.1 Variação Temporal ........................................................................................... 23
5.3.1.1 Cd ............................................................................................................................... 23
5.3.1.2 Cr................................................................................................................................ 24
5.3.1.3 Ni ................................................................................................................................ 24
5.3.1.4 Zn ............................................................................................................................... 25
5.3.2 Variação Espacial ............................................................................................. 26
5.3.2.1 Cd ............................................................................................................................... 26
5.3.2.2 Cr................................................................................................................................ 29
5.3.2.3 Ni ...................................................................................................................... 32
5.3.2.4 Zn ..................................................................................................................... 35
5.4
Material Particulado em Suspensão ............................................................... 38
5.4.1 Interior Estuário ............................................................................................... 38
5.4.1.1 Superfície .................................................................................................................. 38
5.4.1.2 Fundo ............................................................................................................... 40
5.4.2 Área Adjacente ................................................................................................. 41
5.4.2.1 Superfície ......................................................................................................... 41
5.4.2.2 Fundo......................................................................................................................... 42
2
5.5
Comparação com a legislação.......................................................................... 43
6.
CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................... 43
REFERENCIAS ......................................................................................................... 45
3
1. INTRODUÇÃO
Estuários são corpos de água restritos, com uma livre conexão com mar aberto, no
qual ocorre a diluição da água marinha pela água doce proveniente da drenagem continental
(CAMERON E PRITCHARD,1963). Por apresentar uma região de mistura de massas de
águas, podem ser observadas nestas regiões significativas variações de processos
oceanográficos atuantes, dependendo da localização.
Os estuários são ecossistemas costeiros de elevada importância ecológica, pois através
destes são transportadas a maior parte de matéria originada da decomposição intempérica dos
continentes em direção aos oceanos (SCHETTINI, 2002). As águas estuarinas, por serem
influenciadas pela dinâmica oceânica e fluvial, facilitam o transporte de nutrientes,
favorecendo a produtividade em toda região costeira e formando habitat natural de peixes,
mamíferos e aves, rotas migratórias e ambientes de procriação de varias espécies biológicas.
Cerca de 2/3 das grandes cidades estão localizadas em estuários e regiões adjacentes,
devido à facilidade de construção de portos, marinas e indústrias de pescado, (PEREIRA
FILHO et al, 2003), elevando assim a importância econômica da região, sendo fonte geradora
de benefícios, empregos e impostos.
O estuário do rio Itajaí-Açú recebe uma carga poluidora industrial e doméstica
considerável de regiões como Blumenau, Gaspar, Brusque, Itajaí e Navegantes. Estes
constituem atualmente um dos mais importantes polos industriais e urbanos do estado, cujas
atividades principais são as indústrias têxteis, metal mecânica, de papel, além das indústrias
de beneficiamento do pescado, no Município de Itajaí e Navegantes (BELLOTO et al. 2009).
O Porto de Itajaí está localizado no município de mesmo nome, situado na porção
terminal do estuário, sendo um dos principais do sul do Brasil, representando o maior pólo de
desembarque pesqueiro nacional. Associadas a este desembarque, várias indústrias de
processamento de pescado estão instaladas às margens do estuário, principalmente no
município de Itajaí.
Diante da importância do complexo portuário da foz do rio Itajaí-Açu, tornou-se
necessária a ampliação do canal de acesso e uma bacia de evolução, a fim de melhorar a
capacidade operacional do complexo portuário para atender as novas especificidades,
demandas internacionais de logística portuária e agilidade destes empreendimentos num
cenário internacional (ACQUAPLAN,2009).
4
O processo de aprofundamento do canal de acesso do rio Itajaí-Açú vem sendo
realizado desde o ano de 1978, quando a profundidade atingiu -7,0m, entre 1980 a 1995 o
canal manteve-se nos -8.0m, em 1999 foi aprofundado para -10,0m, e em 2006 atingiu 11,0m, e em 2011, a intenção era chegar aos -14,0m.
As atividades de dragagem tornaram-se uma operação essencial para o
desenvolvimento ordenado do comércio marítimo (BISHOP, 1983). No Porto de Itajaí, este
processo de dragagem foi realizado com a utilização de uma draga que trabalha através de
sistema de injeção de água, que promove a fluidização dos sedimentos finos que constituem o
fundo (Schettini, 2002). Por este motivo, acabam remobilizando sedimento, o qual pode
conter poluentes, e com isso, ocasionar uma redisponibilização destes para coluna de água ou
para locais aonde naturalmente não chegariam. Dentre as substâncias poluidoras que podem
ser ressuspendidas, as que causam maior preocupação são aquelas que persistem no ambiente
e que possam ter efeito cumulativo, como por exemplo, os metais pesado. (BELLOTO et al,
2009)
A concentração de metais pesados em rios e estuários depende basicamente das
características litológicas, do tipo de intemperismo atuante na região e do tipo de atividade
humana existente na bacia de drenagem. (AGUIAR, 2005)
Os metais pesados estão entre os contaminantes que mais afetam o ambiente marinho
por possuírem características tóxicas, onde os metais considerados não essenciais na
manutenção do metabolismo dos organismos, como o Pb, apresentam caráter tóxico mesmo
em baixas concentrações. Os metais considerados essenciais, como o Cd, Ni, Cu e Zn,
também podem apresentar efeitos tóxicos nos organismos quando em elevadas concentrações
(VIARENGO, 1985 apud BRAGA, 2005).
Os ambientes fluviais contribuem significativamente na entrada de metais pesados
para os ambientes marinhos. Em locais onde o rio percorre por centros urbanos ou
industrializados, a carga de metais pode sofrer um aumento por dejetos destas atividades.
Dragagens regulares em áreas com canais de transporte produzem grandes quantidades de
lamas de dragagem, contaminadas com metais, os quais normalmente atingem as zonas
costeiras adjacentes (CLARK, 1997), podendo gerar um comprometimento do próprio
ambiente dragado e da área costeira próxima.
5
2. OBJETIVOS
2.1
Objetivo Geral
Avaliar a qualidade do sedimento e do material em suspensão em relação aos níveis de
metais pesados do estuário do Rio Itajaí-Açú, durante a operação de aprofundamento do
canal.
2.2
Objetivos Específicos
Avaliar a variação espacial dos níveis de metais pesados Cd, Cr, Ni e Zn no sedimento
e material em suspensão.
Verificar a evolução dos níveis de metais pesados Cd, Cr, Ni e Zn no sedimento e no
material em suspensão durante as obras de dragagem para o aprofundamento do canal.
Comparar a concentração de metais pesado Cd, Cr, Ni e Zn no sedimento com a
legislação vigente sobre disposição deste material dragado.
6
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1.
Importância de regiões estuarinas
Regiões costeiras e estuarinas contribuem com o desenvolvimento econômico das
cidades, pois além de formarem uma importante via de deslocamento para o interior do
continente, são locais “adequados” para instalação de portos, indústrias navais, estaleiros.
Grande parte da ocupação e desenvolvimento humano iniciou a partir de regiões estuarinas,
devido a condições geográficas favoráveis, além de águas abrigadas. Todavia, cada vez mais
estes ambientes vêm sofrendo impactos gerados por atividades antrópicas, como aterros,
despejamento de efluentes, atividades portuárias, dragagens (SCHETTINI, 2002).
Cerca de 60% das grandes cidades em vários locais do mundo estão localizadas nas
proximidades de estuários. Com a expansão urbana das cidades próximas a esses
ecossistemas, juntamente com processo de industrialização dos dias atuais, os estuários
passaram a exercer não somente a função de colaborar com o desenvolvimento (AGUIAR,
2005), mas por consequência, contribuir com o escoamento de poluentes para os ecossistemas
adjacentes.
A sua abundante e diversificada comunidade, e a capacidade de renovação periódica
de suas águas faz destes ecossistemas, locais onde ocorrem intensas transformações da
matéria orgânica, representando um importante elo entre os ecossistemas fluvial e marinho.
(PEREIRA FILHO et al, 2003)).
Do ponto de vista ecológico, os estuários constituem um ambiente favorável ao habitat
natural de aves, peixes. Suas águas são influenciadas pela dinâmica oceânica e fluvial
possibilitando o transporte de grandes quantidades de nutrientes que irão favorecer a
produtividade em toda região costeira, desempenhando importante papel nas rotas migratórias
de peixes de valor comercial (AGUIAR, 2005). São considerados também “berçário” de
várias espécies biológicas, as quais podem proporcionar a renda de grande parte da população
residente próximas a essas regiões, através da pesca, atividades extrativistas, entre outras.
7
3.2.
Características dos metais analisados
3.2.1. Cádmio
O metal cádmio é considerado de extrema importância ambiental e a saúde, devido sua
alta mobilidade e toxicidade em diversas formas de vida. Podendo ser encontrado nas formas
de Cd+2, Cd(OH)2, Cd(OH)3-, Cd(OH)42- e CdCO3, além de complexos orgânicos e
inorgânicos.(MOORE, 1991).
O Cádmio é frequentemente encontrado em águas superficiais na forma dissolvida e
particulada, no qual suas concentrações podem variar de acordo com a área, vazão,
mobilidade do contaminante no sedimento superficial e distância da fonte antrópica.
Com aumento da salinidade ocorre a complexacão de Cádmio com íons de cloreto,
para depois complexar com outras partículas marinhas. Caso haja uma alta quantidade de
matéria orgânica dissolvida, pode ocorrer a formação de complexos orgânicos. Em águas com
baixa salinidade a sorção em sólidos em suspensão, como sedimentos finos, é o processo
dominante na determinação do destino do mesmo. Todavia, também podem ocorrer
coprecipitação com ferro hidratado, óxidos de alumínio e manganês, e carbonatos (MOORE,
1991).
Mesmo que as concentrações deste metal sejam menores em oceanos, em função do
seu comportamento, e não apresentem um impacto significativo em curto prazo, as taxas de
aporte de Cádmio continuam aumentando (MOORE, 1991).
Em organismos marinhos, o Cádmio pode apresentar grande risco, pois tende a
acumular-se em altas concentrações, podendo estas, ser até 2x106 mais elevadas que a
concentração encontrada no meio em que vivem. Apresentando assim, perigo na ingestão e
acumulação em longo prazo, podendo ser transferido para outros níveis tróficos (GALVÃO,
1987). Em peixes este metal tende a acumular-se nos rins e fígados.
3.2.2. Cromo
Não podendo ser encontrado na forma livre, as formas mais comuns de oxidações do
cromo, são Cr+3 e Cr+6. Pode ser encontrado também na forma bivalente Cr+2, porém é
rapidamente oxidado para Cr+3, o qual é classificado como um ácido forte, formador de
8
complexos com ligantes doadores de oxigênio, geralmente estáveis e cineticamente inertes.
(MOORE, 1991).
O cromo é encontrado nos solos, normalmente na forma de Cr+3, o qual apresenta
pouca mobilidade no ambiente, ao contrário do Cr+6, que é altamente móvel nos sistemas
aquáticos, podendo estar dissolvido, ligado a diferentes compostos, como também
ser
rapidamente adsorvido a sedimentos finos ou complexar com partículas de matéria orgânica,
ficando imobilizado.
Este metal é essencial para o metabolismo da insulina, porém pode apresentar
toxicidade crônica e aguda em grandes quantidades.. Nos peixes, a acumulação de cromo
ocorre principalmente em órgãos, como coração, pulmão, rim, baço e brânquias, podendo
causar uma toxicidade aguda, dependente da sensibilidade do organismo (MOORE,1991).
3.2.3. Níquel
O níquel é o vigésimo terceiro elemento mais abundante na crosta terrestre, sendo
tipicamente encontrado em rochas sedimentares, como arenito, basalto. Encontrado em águas
superficiais principalmente na forma de íon Ni2+, porém, estágios de oxidação variando de Nia Ni4+ já foi relatado (MOORE, 1991. Em condições redutoras o níquel forma sulfetos
insolúveis, proveniente do excesso de enxofre; em condições aeróbicas e pH menor que 9, o
níquel tende a complexar com hidróxidos, carbonatos, sulfetos e ligantes orgânicos que
ocorrem naturalmente; já em pH maior que 9, os complexos de hidróxido e carbonato tendem
a precipitar (MOORE, 1991). Outro processo reversível importante no destino do níquel é a
adsorção com sedimentos finos.
Grande parte do níquel está na forma particulada e sofre grande deposição em
estuários, atividade de dragagens para manutenção de portos pode ser considerada uma fonte
potencial de contaminação (CLARK, 1997).
O níquel é considerado um metal essencial, por ser indispensável para funções
biológicas e funcionamento de muitas enzimas. Porém, o acúmulo excessivo de níquel
apresenta efeitos tóxicos. Em organismos marinhos pode causar inibição e retardamento no
crescimento, problemas na osmorregulação, diminuição do hematócrito e hemoglobinas e
9
redução na capacidade das brânquias. Já em humanos pode causar dor de cabeça, náusea,
vômito, insônia, problemas respiratórios e dermatológicos (MOORE, 1991).
3.3. Zinco
Classificado como um metal de “fronteira”, o zinco, liga-se com oxigênio, tão bem
quanto com nitrogênio e enxofre. Em condições aeróbicas, sua solubilidade dependerá do pH,
no qual, em pH ácido, o íon Zn+2 será a forma predominante, sendo substituído por Zn(OH)2
em pH entre 8 e 11,e Zn(OH)3-/Zn(OH)42- em pH maior que 11 (VYMAZAL. 1985 apud
MOORE, 1991). Já em condições anaeróbicas ocorrerá a formação de ZnS independente do
pH. O zinco pode ligar-se com diversos ligantes orgânicos, particularmente na presença de
nitrogênio ou enxofre. A solubilidade e mobilidade do zinco na água e no sedimento
dependem da composição química do elemento e das características do ambiente.
O zinco possibilita diversas funções bioquímicas para os organismos, sendo
componente de inúmeras enzimas, podendo assim ser considerado um metal essencial. Sua
regulação é feita por meio de bioacumulação e absorção nos organismos marinhos dependo
basicamente da alimentação.
Todavia, em altas concentrações, pode apresentar em efeitos tóxicos variados,
dependendo do organismo afetado e condições físico-químicas do meio. Em organismos
marinhos, o excesso de zinco pode afetar na osmorregulacão, causar danos na reprodução,
crescimento, fisiologia, podendo aumentar os efeitos quanto combinado com Cádmio. Já em
humanos pode causar náuseas, vomito e outros problemas gastrointestinais, disfunções
hepáticas.
3.4. Fontes de metais
Metais são componentes naturais das rochas, os quais podem ser disponibilizados para o
ambiente por meio de forçantes físicas e químicas, que agem nas rochas matrizes,
intemperando e liberando metais na forma sólida (CHESTER, 1990). Atividades vulcânicas,
incêndios florestais, são importantes fontes naturais de Cd, Cr, Ni e Zn na atmosfera, podendo
estes sofrer transporte eólico, precipitando e depositando em ambientes aquáticos.
10
Por outro lado, a contaminação de ambientes pode ser originada por diversas fontes
antrópicas. Essas podem ser de origem eólica, marinha ou terrestre, sendo a ultima,
contribuinte de cerca de 70 a 80 % da contaminação marinha, enquanto que apenas 20 a 30 %
da carga de poluentes para os oceanos são oriundas das atividades no local, como transporte,
exploração de recursos minerais da plataforma continental e descarga direta de contaminantes
por emissários submarinos (CROSSLAND et al.,2005).
Os efluentes apresentam diferentes graus de importância, dependendo do local e de
fatores influenciadores. A contribuição antropogênica de Cádmio é basicamente ocasionada
por poluição atmosférica, indústrias de fundição e refinamento, fábricas relacionadas a
produtos químicos e metais, além do rejeito doméstico (MOORE, 1991).
O Cromo é frequentemente lançado em águas superficiais, (MOORE, 1991) sendo
principalmente originada de rejeitos domésticos, fabricação de cimento, construção civil,
fundições, lixo urbano e industrial, fertilizantes, entre outros.
O níquel apresenta preocupações de contaminação em sedimentos de áreas
industrializadas, pois, o mesmo é frequentemente utilizado na fabricação de aço inoxidável e
em outras ligas metálicas, pigmentação de tintas, em manufaturas de baterias alcalinas, não
sendo realizado o descarte adequado. (MOORE, 1991).
Para o zinco, as fontes de emissão natural e antrópica são equivalentes. Sendo a
ultima, relacionada com atividade de mineração, produção e beneficiamento de zinco,
produção de ferro e aço, queima de carvão mineral em usinas, entre outros (MOORE, 1991)
Metais pesados também podem estar associados ao desgaste de lonas e freios dos
carros, ou ao desgaste dos pneus, compostos de ferro ou outros componentes do solo,
acumulando-se nas ruas, valas, bueiros, sendo escoados para os cursos d’água.
3.5. Metal no ambiente
Após a entrada do metal traço no ambiente, independente de sua fonte, o seu
comportamento será influenciado por diferentes forçantes atuantes no meio. No interior de
rios e oceanos, o destino dos metais será influenciado processos físicos, químicos e
biológicos, como: precipitação, dissolução, dispersão, diluição, floculação, formação de
complexos, podendo ser sedimentados, adsorvidos, ingeridos por organismos marinhos,
11
passarem para a atmosfera ou permanecerem na coluna d’água (BISHOP, 1983; ZARZOUR,
2006).
O comportamento dos metais nos sistemas estuarinos são mais complexos e dinâmicos
devido aos fortes gradientes físico-químicos, concentração de material em suspensão e
processos hidrodinâmicos que ocorrem nestes ambientes (SALOMONS; FÖRSTNER, 1984).
A poluição dos sedimentos está intimamente ligada com a poluição das águas. Os
sedimentos dos estuários podem fornecer um registro de longo prazo sobre a acumulação de
metais traços vindos dos rios, da atmosfera e de fontes antropogênicas (CLARK, 1996).
Nos sedimentos existem vários mecanismos de retenção e mobilização dos metais
(ZARZOUR, 2006), podendo assim, variar sua concentração de acordo com a razão de
deposição dos metais, sedimentação, natureza e tamanho das partículas, presença e ausência
de matéria orgânica e espécies complexantes (FERNANDES, et al, 1994), entre outras.
Os metais não são homogeneamente distribuídos pelas diferentes frações
granulométricas de sedimento e grandes diferenças são observadas na concentração total de
metais em amostras de sedimentos de uma mesma área. Dentro das frações de tamanho de
grão, os sedimentos finos, formados basicamente por minerais argilosos, mostram relativo
enriquecimento por metais enquanto que no silte e nas frações de areias finas, conforme
aumenta a granulometria, o teor de quartzo nas amostras tende a aumentar e a concentração de
metais geralmente decresce (SALOMONS; FÖRSTNER, 1984).
A intensa sedimentação frequente nos estuários junto com a variação de pH, devido ao
encontro das águas doces e salgadas, aprisiona grande quantidade de poluentes, entre eles, os
metais, pois estes se tornam adsorvidos às partículas de sedimentos e são depositados no
fundo.( CLARK, 1997).
Por este razão, sedimentos têm sido amplamente utilizados como indicadores
ambientais por possuírem alta capacidade de incorporar e acumular elementos contaminantes.
Como os sedimentos são carreados pelos rios para outros cursos de água ou mar, as análises
dos sedimentos de uma região podem servir para rastrear fontes de contaminação ou
monitorar esses contaminantes (HORTELLANI, 2008).
Em estuários, analises em sedimentos podem não ser suficiente para avaliar os
processos geoquímicos que controlam a distribuição dos metais, revelar a existência e nível de
contribuição antrópica nas concentrações analisadas (CECANHO, 2003), sendo importante a
12
analise de metais associados ao material particulado em suspensão e água para uma melhor
compreensão do ambiente.
Atividades de dragagem e deposição destes sedimentos produzem mudanças nas
condições anóxicas e aeróbias em todo local de atividade, interferindo também, na mobilidade
de metais pesados (SAHUQUILLO et al., 2000). Assim, para obter informações significativas
sobre o conteúdo destes metais, indica-se a realização de um monitoramento de suas
concentrações, mobilidade e alterações das condições ambientais.
3.6.
Histórico de analise de metais em sedimentos estuarinos
A primeira tentativa de quantificar o grau de poluição de metais pesados em
sedimentos, em uma escala global, foi feita por Förstner e Müller em 1974, realizando uma
comparação do consumo de metais pesados com a concentração natural dos respectivos
elementos em sedimentos poluídos. (SALOMONS and FORSTNER, 1984).
Pesquisas têm se concentrado principalmente em estuários e ambientes costeiros
devido ao fato destas áreas possuírem alta produtividade, sendo muitas vezes diretamente e
mais gravemente afetadas por estarem nas proximidades de fontes poluidoras (ARELLANO
et al, 1999;. COHEN et al, 2001), e sofrerem muitos processos biogeoquímicos e físicos.
Além disso, os sedimentos integram concentrações de poluentes ao longo do tempo e,
portanto pode ser útil para estudos da evolução histórica de contaminações e até mesmo fazer
previsões de efeitos futuros
Caplat et al, (2005) sugeriu que altas concentrações de metais pesados na região do
Porto de Bessin estão diretamente relacionadas a descargas de origem urbana, ou vinculados
as atividades industriais, pesqueiras e principalmente associadas com atividades de
manutenção do casco de barcos.
No oeste da baía de Bohai (China), e estuários adjacentes, elevadas concentrações de
metais pesados em sedimentos e organismos têm gerado grandes preocupações, sendo essas,
documentadas por Feng et al (2008). Doze testemunhadores de sedimentos foram coletados
em junho de 2007, a fim de analisar a qualidade do sedimento no estuário e Porto de Tianjin,
no qual após análise foi relatado a ocorrência de poluição com Cd, Cr, Cu, Pb, Ni e Zn, além
de concentrações relativamente elevadas de Ag encontradas em toda região.
13
Estudos realizados por Binnie et al, em 1999, no estuário do rio Humber, localizado
na costa leste do Reino Unido, mostraram um enriquecimento de contaminantes como As, Cu,
Pb, e Zn no sedimento, sendo evidenciado uma clara influência antrópica reforçada pela
atividade de mineração e dragagem. .
O primeiro estudo sobre a caracterização química do baixo estuário foi realizado em
1994-95, por pesquisadores dos laboratórios do CTTMar-Univali. Depois outros trabalhos
foram desenvolvidos no mesmo ambiente, como monografias de trabalhos de conclusão de
curso (PELLENS, 1997) e trabalhos apresentados em eventos científicos (BELLOTTO et
al.,1995). Posteriormente vários outros foram realizados ao longo da sua bacia hidrográfica,
incluindo os seus tributários (PEREIRA FILHO et al.2003 ; SCHETTINI,2002; SCHETTINI
et al, 1998)
Estudos realizados no estuário do rio Itajaí-Açú (KUROSHIMA et al 2009;
BELLOTTO et al,2009); evidenciaram a contaminação de cobre, zinco, cromo e chumbo, em
todo o estuário do rio Itajaí-Açú. No qual, também foi identificada uma forte influencia do rio
Itajaí-Mirim como fonte de metais traço para o estuário, sendo que maiores valores de
enriquecimento para metais traço foram encontrados nos pontos adjacentes à desembocadura
no rio Itajaí-Açú.
4. METODOLOGIA
4.1 Área de Estudo
O estuário do rio Itajaí-Açú está localizado no litoral centro norte de Santa Catarina,
aproximadamente 80 km ao norte de Florianópolis, desaguando no oceano Atlântico em
26°57,7`S e 048°38,1`O. (SCHETTINI, 2002) Faz parte do Baixo Vale do Itajaí e representa a
porção terminal da maior bacia da vertente atlântica do Estado de Santa Catarina, a Bacia do
Itajaí. (MAIS, 2003)
O Rio Itajaí-Açú é o maior escoadouro do estado de Santa Catarina, drenando uma
área e 15.500 km2 na qual, se encontram importantes centros urbanos, sendo o maior
contribuinte de descarga fluvial para o litoral de Santa Catarina, com uma vazão média de
318± 394m3/s. (SCHETTINI et al, 1998). Esta região apresenta um complexo portuário da
foz do rio Itajaí-Açú, que compreende em uma série de terminais privados de pequeno porte e
no Porto de Itajaí, único terminal portuário municipalizado do país, o maior exportador de
14
cargas congeladas, refrigeradas e o terceiro na exportação de cargas conteinerizadas do
território nacional.
Por se tratar de parte de um monitoramento integrante do Plano Básico Ambiental PBA da Dragagem de Aprofundamento do Canal de Acesso e da Bacia de Evolução do Porto
Organizado de Itajaí, SC, desenvolvido pela UNIVALI, os pontos amostrais foram
previamente determinados de forma que todos os demais monitoramentos do PBA sejam
realizados no mesmo local. Sendo doze pontos de amostragem, onde sete pontos localizam-se
no interior do baixo estuário e nomeados como #01, #02, #03, #04, #05, #06, #07, e cinco
pontos #08 Praia Navegantes, #09 Bota-fora, #10 Controle, #11 Bota-Fora, #12 Praia Brava
localizados na região costeira adjacente à desembocadura do rio Itajaí-Açú (Figura 1)
Figura 1: Área de estudo: Estuário do Rio Itajaí-Açú e pontos amostrais no interior do estuário (#01, #02, #03,
#04, #05, #06, #07), e área adjacente (#8, #09, #10, #11, #12)
4.2 Metodologia de Coleta e acondicionamento das amostras.
No período de maio a dezembro de 2011, foram coletas mensalmente as amostras de
água, sedimento e material particulado em suspensão, durante as ações de aprofundamento do
canal do Porto de Itajaí. Foram monitorados 12 pontos amostrais ao longo de estuário, com
coletas de água realizadas em duas profundidades, superfície (S) e fundo (F), com o auxílio de
garrafas de Niskin, para cada ponto de coleta, totalizando 24 pontos amostrais. As amostras de
sedimento foram obtidas com auxílio de dragas de fundo do tipo VanVeen.
As amostras de água foram acondicionadas em frascos de polietileno devidamente
lavados com HNO3 10% para evitar contaminação, colocadas em caixas de isopor e
encaminhadas para laboratório de Oceanografia Química da UNIVALI, onde foram realizados
todos os procedimentos posteriores. Os sedimentos foram acondicionados em sacos plásticos
15
do tipo ZIP, colocados em caixas de isopor refrigeradas e também encaminhados para
laboratório para posterior tratamento.
4.3
Métodos Analíticos
Parâmetro físico-químicos da água de superfície (S) e fundo (F) (salinidade,
temperatura, pH), foram determinados in situ com a utilização da sonda multiparametros
YellowSrping
Os dados de vazão foram disponibilizados pelo Laboratório de Oceanografia Física da
UNIVALI.
4.4 Material particulado em suspensão
Para analise do material em suspensão, volumes conhecidos de água coletada foram
filtrados através de filtração a vácuo, utilizando filtros de celulose com porosidade de 0,45µm,
previamente lavados com HNO3 10%, secos e pesados. Após a filtração, estes foram
colocados em estufa 60°C, até obtenção de peso constante para determinação gravimétrica,
segundo metodologia descrita por Strickland e Parsons (1972).
4.5 Sedimentos
Os sedimentos de cada ponto de coleta foram colocados em cadinhos de porcelana
previamente lavados e identificados, e colocados em estufa a 60°C até completa secura. Após
este processo os sedimentos foram macerados e homogeneizados, no qual se pesou três
alíquotas (réplicas) de aproximadamente 0,5000gramas em beckers de Teflon de cada amostra
do sedimento. Por se tratar de um monitoramento em área de influência da dragagem do
estuário, as análises de metais foram realizadas utilizando a fração total dos sedimentos para
atender a legislação referente a áreas dragadas (Resolução CONAMA no 344,2004).
Os dados de granulometria, composição de matéria orgânica, foram disponibilizados
pelo Laboratório de Geologia da UNIVALI, correspondentes aos relatórios de monitoramento
ambiental do Porto de Itajaí (PBA).
16
4.6 Análise química de metais no sedimento
A extração dos metais Cd, Cr, Zn e Ni associados ao sedimento foram obtidas por
digestão ácida, no qual, são adicionados às amostras (sedimento seco), colocadas em beckers
de Teflon,os ácidos HNO3, HCl e HF (P.A® Merck), baseado na metodologia de (FISZMAN,
et al.,1984), modificada em laboratório de acordo com a matriz mineralógica. Os mesmos
sofreram aquecimento em bloco digestor a 150°C, por três horas, e após, ficaram “overnight”,
para que no dia seguinte fosse realizada a evaporação e redissolução dos metais, HNO3 1%.
Foram então armazenadas em frascos de PTFE sob refrigeração (-4°C).
4.7 Análise química de metais no material particulado em suspensão
A extração dos metais Cd, Cr, Zn e Ni associados ao material particulado em
suspensão também foram obtidas através de digestão ácida, no qual, os filtros contendo o
material particulado das amostras foram colocado em frascos de polietileno, sendo
adicionados HNO3 HCl e HF (P.A® Merck) e aquecidos durante 2horas a 100°C. Após a
digestão, os ácidos foram evaporados e a amostra redissolvida com HNO3 1%, transferida
para frascos de PTFE e armazenada sob-refrigeração (-4°C).
4.8 Determinação quantitativa
A determinação quantitativa dos metais foi realizada no aparelho Espectrofotômetro
de Absorção Atômica, com atomização por chama (marca Perkin Elmer - 3110) para os
elementos Cr, Ni e Zn e eletrotérmica (forno de grafite AnalytikalJena) para Cd no sedimento
em todos os metais no material particulado.
4.9 Validação da metodologia empregada para determinação de metais
A validação da metodologia analítica foi realizada com uso de material de referência
certificado por vários laboratórios (SRM 1646a-NIST/ sedimento estuarino). A metodologia
empregada para o material de referencia foi igual e paralela às demais amostras.
4.10 Legislação CONAMA
17
A Resolução n° 344 de Março de 2004 do CONAMA estabelece as diretrizes gerais e
os procedimentos mínimos para a avaliação do material a ser dragado em águas jurisdicionais
brasileiras.
Os seguintes critérios são então exigidos para material dragado:
O material deve ser composto por areia grossa, cascalho ou seixo em fração igual ou
superior a 50%, ou;
Material cuja concentração de poluentes for menor ou igual ao nível 1, ou;
Material cuja concentração de metais, exceto mercúrio, cádmio, chumbo ou arsênio,
estiver entre os níveis 1 e 2 ;
No qual,
Nível 1 – limiar abaixo do qual se prevê baixa probabilidade de efeitos adversos à
biota.
Nível 2 – limiar acima do qual se prevê um provável efeito adverso à biota
Tabela 1 Limites estabelecidos pelo Conama/344 para cada metal para águas salobras.
Limite CONAMA/344 (mg/kg)
Nível 1
Nível 2
Cd
1,2
9,6
Cr
81
370
Ni
20,9
51,6
Zn
150
410
4.11 Análise Estatística
A estatística do presente trabalho foi realizada por meio de testes de Normalidade de
Shapiro-wilk, Lilliefors e Kolmogorov-Smirnov. A partir destes optou-se em realizar análise
paramétrica para o sedimento, ANOVA/ MANOVA, seguidos de Teste posterior de Tukey e
Correlação de Pearson. E para análise do material particulado em suspensão, foi utilizada
análise não paramétrica Correlação de Spearman, devido a falta de normalidade dos dados.
18
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 Parâmetros Físico-Químicos
Os ambientes estuarinos tendem a apresentar grandes variações nos parâmetros físicoquímicos devido as diferentes forçantes que atuam no local, como maré, vazão, chuva,
temperatura. Avaliando o período de estudo verificou-se uma elevada influencia de massas de
água oceânica na maioria dos meses, apresentando salinidades elevadas até os pontos 1 e 2,
localizados mais a montante da área de estudo, evidenciando a influencia da cunha salina, que
por serem mais densas entram pela camada de fundo. Por outro lado, nos meses de agosto e
setembro, a frequente ocorrência de fortes chuvas, ocasionou um aumento na vazão do rio e
por sua vez, redução média de salinidade (Figura 2) no interior do estuário, no qual foram
encontrados valores de salinidade próximos de zero ate os pontos #5F e #7S, reduzindo um
pouco a salinidade média até da região marinha adjacente.
Figura 2: gráfico apresentando a variação da salinidade média no interior do estuário e áreas adjacentes, em
relação a vazão média dos meses amostrados
A temperatura média da água nos pontos amostrais do interior do estuário e áreas
adjacentes manteve uma homogeneidade ao longo dos oito meses de coleta, apresentando
maiores valores nos meses de novembro e dezembro, coerentes com a estação. (Tabela 2)
Tabela 2: Tabela referente à temperatura média da água nos pontos amostrais ao longo dos meses.
Média TºC ( Estuário)
Desvio Padrão
MédiaTºC (área adjacente)
Desvio Padrão
Maio
21,97
0,23
22,09
0,20
Junho
20,01
0,65
21,08
0,38
Julho
18,08
0,33
18,39
0,16
Agosto
17,59
0,09
17,58
0,19
Setembro
17,27
0,12
17,85
0,14
Outubro
22,01
0,53
21,16
1,37
Novembro
22,65
1,68
21,92
2,28
Dezembro
24,50
0,66
23,38
2,40
19
Os valores de pH dos pontos amostrais ao longo dos meses também não apresentaram
diferenças significativas entre eles, sendo em média de 7,20 ±0,37 no interior do estuário e
7,82±0,21 na área externa do estuário, apresentando o máximo de 8,32 no ponto 11S e
mínimo de 5,68 no ponto 1F.(Tabela 3)
Tabela 3: Tabela referente ao pH médio da água nos pontos amostrais ao longo dos meses.
Média pH ( Estuário)
Desvio Padrão
Média pH (área adjacente)
Desvio Padrão
Maio
7,48
0,33
7,93
0,10
Junho
7,54
0,26
7,98
0,08
Julho
7,25
0,47
7,96
0,11
Agosto
6,70
0,68
7,80
0,07
Setembro
6,15
0,46
7,86
0,26
Outubro
7,38
0,33
7,65
0,33
Novembro
7,37
0,23
7,65
0,31
Dezembro
7,72
0,23
7,76
0,45
Os valores para MPS avaliados nas regiões internas e adjacentes, em superfície e
fundo apresentaram comportamento diferenciado em sua distribuição temporal (Figura 3),
apresentando os menores valores em superfície e os maiores valores na camada de fundo para
o estuário, e inverso na área adjacente. Os maiores valores são verificados na área estuarina e
os menores na área adjacente
Figura 3: Gráfico referente a variação média de MPS, superfície e fundo, Interior do estuário (A) e área
adjacente (B).
MPS superf.
A
MPS fundo
MPS fundo
0,1
Concentração Média de MPS (mg/g)
Concentração Média MPS (mg/g)
MPS superf.
B
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0,09
0,08
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
Maio
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Outubro
5.2 Características sedimentares
Ao decorrer dos oito meses amostrados, pôde-se notar diferentes características nos
sedimentos coletados; variando no ponto de vista textural de silte à areia fina, apresentando
eventuais ocorrências de areia grossa nos pontos próximos a praia; colorações desde marrom
20
escuro e claro, cinza, tons de oliva escura até tons amarelados. Os percentuais de matéria
orgânica no sedimento variaram de 0,33 a 16,86, apresentando maiores valores médios nos
pontos 1 e 2 dentro do estuário e ponto 10 na região adjacente. (Figura 4)
Figura 4: Gráfico referente a variação média de matéria orgânica no sedimento ao longo dos pontos
amostrais.
% Médio de MO no sedimento
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10 #11 #12
Além de ter sido realizado amostragens em diferentes locais, interior do estuário e área
adjacente, os quais naturalmente apresentam características distintas de sedimento, a atividade
de dragagem também é responsável por intensas variações no meio.
Nas estações 1 e 2, localizadas mais a montante do estuário, apresentaram em todos os
meses mais de 90% de sedimentos finos, podendo ser explicado pelo fato destes locais não
sofrerem ação da dragagem, mantendo sua granulometria original. Por outro lado, nos demais
pontos amostrais localizados no interior do estuário, a granulometria apresentou grandes
variações, sendo notada pela presença de sedimentos mais grossos em pontos isolados,
diferentemente das regiões circunvizinhas ou das características do mês anterior, explicada
pelo fato desta área ser mantida sob dragagem fazendo com que aflorem os sedimentos mais
grossos que compõe a camada subsuperficial de fundo (Figura 5).
O contrário acontece na região adjacente, a qual apresenta naturalmente sedimentos
mais arenosos por se tratar de região oceânica, como os pontos 8 e 12 localizados
respectivamente na Praia de Navegantes e Praia Brava, com maiores percentuais de
sedimentos grossos. Todavia, as estações 9 e 11 são regiões utilizadas para “bota-fora”, locais
de depósito do sedimento retirado do interior do estuário, variando assim a granulometria e
características sedimentares de acordo com a dinâmica da draga na utilização dos bota-foras.
O agente hidrodinâmico influencia bastante no destino do sedimento depositado, no qual,
21
através de correntes redistribui para outros lugares. Exemplo disto é a estação 10 Controle,
cujos percentuais de sedimentos finos mostraram-se mais elevados ao longo de todo estudo
quando comparados aos demais, evidenciando um transporte de sedimentos lançados no botafora em direção à estação Controle (Figura 5).
Figura 5: Gráfico referente a razão granulométrica de sedimentos finos e grossos ao longo dos pontos e meses
amostrados. (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F) outubro, (G) novembro, (H) dezembro.
100
A
% Sedimentos Finos
% Sedimentos Grossos
80
60
40
20
0
100
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
B
80
60
40
20
0
100
C
80
60
40
20
0
D
100
80
60
40
20
0
100
E
80
60
40
20
0
100
F
80
60
40
20
0
100
G
80
60
40
20
0
100
H
80
60
40
20
0
22
5.3 Análise de Metais no Sedimento
5.3.1 Variação Temporal
5.3.1.1 Cd
Analisando mensalmente as amostras de Cádmio, notou-se que as menores
concentrações médias tanto no interior do estuário, com 0,070mg/kg, como na área adjacente,
com 0,029 mg/kg ocorreram no mês de junho, e outubro apresenta as maiores concentrações
médias, 0,183 mg/kg no estuário e 0,106 mg/kg na área adjacente. No inicio das amostragens,
em maio quando a dragagem recém havia iniciado, as concentrações estavam em média 0,144
mg/kg, dentro do estuário e 0,055mg/kg fora do estuário, tendo uma queda de
aproximadamente metade de sua concentração no mês de junho, elevando-se novamente em
julho, mês em que a dragagem foi interrompida.(Figura 6).
Os meses de agosto e setembro apresentaram uma queda leve na concentração média de
Cádmio, sendo estes meses fortemente influenciados pela alta vazão decorrente de chuvas e
enchente. Outubro as médias das concentrações sobem novamente, coincidindo com o retorno
da dragagem, as quais caem levemente até dezembro quando a dragagem foi encerrada.
(Figura 6)
Figura 6: Gráfico representando a concentração média mensal de Cádmio, no interior do estuário e área
0,35
0,30
0,25
Conc.Cd
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
Média
Erro
Desvio Padrão
Pontos extremos
-0,05
Maio
Julho
Junho
Setem bro
Agos to
Outubro
Novem bro
Dezem bro
Mês
adjacente.
23
5.3.1.2 Cr
O Cromo apresentou as maiores concentrações médias, no mês julho, no interior do
estuário com valores de 63,2 mg/kg e 40,1 mg/kg no mês de outubro, fora do estuário. Já as
menores concentrações verificadas dentro do estuário foram no mês de outubro com valores
médios de 37,8 mg/kg e 29,6 mg/kg em novembro na área adjacente.
O comportamento sazonal do metal Cromo não difere muito do Cádmio, apresentado
queda de maio para junho e elevação nas médias das concentrações em julho. Agosto e
setembro, como ressaltado antes, com a draga interrompida e ocorrência de fortes chuvas e
enchente; aumentando consideravelmente a vazão na região pode estar relacionada com o
aumento das concentrações de Cromo na área adjacente e diminuição granulométrica ocorrida
até o ponto 12, no qual somente neste mês apresentou esta variação (Figura 7).
Figura 7: Gráfico representando a concentração média mensal de Cromo, no interior do estuário e área adjacente.
90
80
70
60
Conc.Cr
50
40
30
20
10
Média
0
Maio
Julho
Junho
Erro
Setem bro
Agos to
Desvio Padrão
Pontos extremos
Novem bro
Outubro
Dezem bro
Mês
5.3.1.3 Ni
A analise mensal do níquel mostrou que dezembro apresentou as maiores
concentrações, no interior do estuário e área adjacente; com valores médios de 44,4 mg/kg e
37,1 mg/kg respectivamente. As mínimas encontradas foram: 28,3 mg/kg, em setembro no
interior do estuário e 16,2 mg/kg em maio na área adjacente.
24
O mesmo padrão de evolução verificado no cádmio e cromo foi notado para o metal
níquel, diferenciando no mês de dezembro com concentrações mais elevadas. Todavia, uma
maior homogeneidade nas concentrações médias pôde ser observada ao longo dos meses,
tanto no interior do estuário como na área adjacente. Sendo esta mais um indício de origem
mineralógica do metal níquel no ambiente estudado (Figura 8).
Figura 8: Gráfico representando a concentração média mensal de Níquel, no interior do estuário e área adjacente.
60
50
40
Conc.Ni
30
20
10
0
Média
Erro
Desvio Padrão
Pontos extremos
-10
Maio
Julho
Junho
Setem bro
Agos to
Outubro
Novem bro
Dezem bro
Mês
5.3.1.4 Zn
As amostras de zinco apresentaram seus valores médios de 147,6 mg/kg , no mês de
novembro dentro do estuário, e na região adjacente 68,2 mg/kg,no mês de dezembro; os
mínimos foram encontrados, em ambos locais, no mês de junho; 79,2 mg/kg e 41,8 mg/kg
respectivamente.
25
Figura 9: Gráfico representando a concentração média mensal de Zinco, no interior do estuário e área adjacente.
220
200
180
160
140
Conc.Zn
120
100
80
60
40
20
0
Média
Erro
Desvio Padrão
Pontos extremos
-20
Maio
Julho
Junho
Setem bro
Agos to
Outubro
Novem bro
Dezem bro
Mês
Apesar de apresentar suas concentrações máximas e mínimas em meses diferentes do
metal Ni e Cr, seu comportamento também é muito semelhante ao longo dos meses;
apresentando as mesmas características ressaltadas tanto na área adjacente quanto estuarina.
As concentrações de zinco deferem-se no mês de novembro, no qual apresenta um incremento
nas concentrações médias de zinco. (Figura 9)
5.3.2 Variação Espacial
5.3.2.1 Cd
As concentrações de Cádmio no sedimento mantiveram-se baixas ao longo de todo
estudo, comparado com os limites estabelecidos pelo Conama/344 e com outros estudos, não
ultrapassando a concentração 0,307mg/kg no ponto 2, interior do estuário, na área adjacente
com máximo de 0,227mg/kg no ponto Controle (figura 6). Estudos realizados em áreas
portuárias de Visakhapatnam na Índia apresentaram valores de Cd entre 7,97mg/kg e
21,2mg/kg.(RAO et al, 1997); no estuário de Sado-Portugal, foram encontrados valores de
8,0mg/kg em áreas próximas usinas e fábricas. (CAIERO et al, 2005); na Baia Bohai, China,
26
foram encontradas concentrações
semelhantes, variando de 0,093mg/kg a 0,252
mg/kg.(FENG, et al 2011).
No interior do estuário pode-se destacar os pontos 1 e 2 com concentrações mais
elevadas ao longo de todos os meses. Essa concentração mais elevada pode ser influenciada
por diversos fatores atuantes nesta área, como;
fontes desconhecidas, variação nas
salinidades, podendo facilitar o processo de sorção em sedimentos finos em baixas
salinidades, sendo este fundamental para determinar o destino do mesmo; ausência da
atividade de dragagem, não havendo remobilização, nem dispersão do sedimento. Todavia, o
fator mais relevante observado é o percentual de sedimento fino em cada ponto amostral, nos
quais o metal encontra-se adsorvido. (Figura 10).
Na região adjacente, como de esperado, as concentrações apresentaram valores ainda
menores, explicada pela correlação negativa de Cd com a salinidade e presença de sedimentos
mais grossos, não ultrapassando a concentração 0,21mg/kg no mês de novembro, porém
apresentando maiores concentrações sempre no ponto 10, que apesar de ser uma área controle,
em função da sua localização próxima aos bota-foras e hidrodinâmica local, recebe material
depositado pela draga, os quais são transportados por correntes e acabam depositando na área.
(Figura 10).
27
Figura 10: Gráfico referente a concentração de cádmio (mg/kg) no sedimento em cada ponto amostral, nos
respectivos meses: (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F) outubro, (G) novembro, (H)
dezembro, relacionado com percentual de sedimentos finos encontrados nas amostras, representado pela linha
roxa.
A
80
0,30
60
0,20
40
0,10
20
0,00
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuário
Área adjacente
80
0,30
60
0,20
40
0,10
20
0,00
0
#1
0,50
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
Área adjacente
C
100
0,40
80
0,30
60
0,20
40
0,10
20
0,00
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuário
Concentração Cd (mg/kg)
0,50
% Sedimentos Finos
100
0,40
#10
#11
% Sedimentos finos
Concentração Cd (mg/kg)
#12
B
Interior estuário
#12
Área adjacente
D
100
0,40
80
0,30
60
0,20
40
0,10
20
0,00
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuário
Concentração Cd (mg/kg)
#11
% Sedimentos Finos
Concentração Cd (mg/kg)
0,50
#10
% Sedimentos Finos
100
0,40
#10
#11
#12
Área adjacente
E
0,50
100
0,40
80
0,30
60
0,20
40
0,10
20
0,00
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuário
#10
#11
% Sedimentos Finos
Concentração Cd (mg/kg)
0,50
#12
Área adjacente
80
0,30
60
0,20
40
0,10
20
0,00
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
0,50
#11
#12
G
100
0,40
80
0,30
60
0,20
40
0,10
20
0,00
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuário
0,50
Concentração Cd (mg/kg)
#10
Área adjacente
% Sedimentos Finos
Concentração Cd (mg/kg)
Interior estuário
% Sedimentos Finos
100
0,40
#10
#11
#12
Área adjacente
H
100
0,40
80
0,30
60
0,20
40
0,10
20
0,00
% Sedimentos Finos
Concentração Cd (mg/kg)
F
0,50
0
#1
#2
#3
Interior estuário
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
Área adjacente
28
As concentrações de Cd apresentaram uma diferença significativa entre os pontos
localizados no interior do estuário, os quais apresentam concentrações mais elevadas, quando
comparadas aos pontos localizados na área adjacente ao estuário( p<0,05). Porém, ao realizar
teste posterior para avaliar se há algum ponto com diferença significativa separadamente no
interior do estuário e área adjacente, os resultados foram negativos, mostrando que mesmo
com concentrações mais elevadas, as concentrações dos pontos 1 e 2 não são
significativamente diferentes dos demais dentro do estuário, nem o ponto 10 apresenta
diferença dos demais na área adjacente (Figura 11).
Figura 11: Gráfico Boxplot de Cd, apresentando as concentrações médias (▫) , desvio padrão (□), erro(H) e
pontos considerados fora da média(◦)
0,35
0,30
0,25
Conc.Cd
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
-0,05
#1
#3
#2
#5
#4
#7
#6
#9
#8
#11
#10
#12
Mean
±SE
±SD
Outliers
Estação
5.3.2.2 Cr
O Cromo apresentou concentrações bem discrepantes ao longo do estudo,
apresentando no interior do estuário uma concentração mínima de 5,92mg/kg no ponto 3, em
outubro e máximo de 139mg/kg no ponto 7 em julho (Figura 12;C, F), porém com uma média
de 47,8mg/kg. Fora do estuário, a mínima foi 5,2 mg/kg no ponto 12, em agosto, máxima
64,15 mg/kg no ponto 10 em dezembro e média de 34,7 mg/kg, apresentando semelhança com
estudo realizado no Rio de Janeira, Baia da Sepetiba, no qual as concentrações variaram de
23,9 a 121mg/kg. (PFEIFFER, et al, 1986). No sistema estuarino da Ilha de Vitória, foram
29
encontrados valores mais elevados, variando de 35mg/kg a 280mg/kg, com uma média
89mg/kg (JESUS et al, 2004). FENG et al em 2011, encontrou valores entre 38,2mg/kg e 79,8
mg/kg na Baia de Bohai, China.
No interior do estuário, as concentrações de Cr foram variadas ao longo de todos os
pontos, sendo diretamente relacionados com a granulometria do sedimento, como visto com o
metal Cd. Os pontos 1 e 2, por possuírem uma homogeneidade no percentual de sedimentos
finos, sendo estes sempre acima de 90%, apresentaram concentrações semelhantes em todo
estudo. Por outro lado, o restante dos pontos, os quais estavam sendo dragados, apresentam
uma maior variação granulométrica, consequentemente nas concentrações de Cromo também
(Figura 12).
Em contrapartida, na estação 7 no mês de julho ocorreu uma coleta de sedimento de
coloração amarelada, distinta do que estava acostumado a coletar, no qual, apesar apresentar
86% de sedimentos grossos, (Figura 12;C) a concentração de Cromo encontrada foi de
139mg/kg, valor máximo de Cromo encontrado no presente estudo, ultrapassando o nível 1
estabelecido pela legislação.
Na região do Bota-fora, o comportamento foi semelhante, variando as concentrações
de acordo com a granulometria encontrada no local, que por se tratar de uma região onde os
sedimentos são depositados, dependerá diretamente da área de disposição do sedimento
dragado e da hidrodinâmica local. Como ressaltado anteriormente, tende a carrear os
sedimentos em direção ao ponto Controle, o qual novamente apresentou as maiores
concentrações de metal (Figura 12).
30
Figura 12: Gráfico referente a concentração de cromo (mg/kg) no sedimento em cada ponto amostral, nos
respectivos meses: (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F) outubro, (G) novembro, (H)
dezembro, relacionado com percentual de sedimentos finos( linha contínua roxa) e limite estabelecido pelo
Conama344( linha tracejada vermelha) .
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#12
60
40
20
0
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
Área adjacente
100
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
Interior estuario
D
#11
#12
Área adjacente
140
120
100
80
60
40
20
0
60
40
20
0
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#12
Área adjacente
E
Concentração Cr (mg/kg)
140
120
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
Interior estuario
#9
#10
#11
#12
Área adjacente
F
60
40
20
% Sedimentos Finos
100
80
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuario
#10
#11
#12
Área adjacente
140 G
120
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuario
#10
#11
% Sedimentos Finos
Concentração Cr (mg/kg)
#11
% Sedimentos Finos
#2
Interior estuario
Concentração Cr (mg/kg)
% Sedimentos Finos
100
80
#1
Concentração Cr (mg/kg)
% Sedimentos Finos
C
140
120
100
80
60
40
20
0
140
120
100
80
60
40
20
0
% Sedimentos Finos
Concentração Cr (mg/kg)
100
80
#1
Concentração Cr (mg/kg)
#11
Área adjacente
Interior estuario
Concentração Cr (mg/kg)
#10
Interior estuario
B
140
120
100
80
60
40
20
0
140
120
100
80
60
40
20
0
% Sedimentos Finos
100
A
#12
Área adjacente
H
100
80
60
40
20
% Sedimentos Finos
Concentração Cr (mg/kg)
140
120
100
80
60
40
20
0
0
#1
#2
#3
Interior estuario
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
Área adjacente
31
Estatisticamente, as médias das concentrações de Cromo no interior do estuário foram
consideradas todas semelhantes não ocorrendo diferença significativa (p>0,05); na área
adjacente o ponto Controle foi considerado significativamente diferente somente do ponto 12
(p=0,0026) (Figura 13).
Figura 13: Gráfico boxplot de cr, apresentando as concentrações médias (▫) , erro (□),desvio padrão (H) e pontos
considerados fora da média(◦)
160
140
120
Conc.Cr
100
80
60
40
20
0
-20
#1
#3
#2
#5
#4
#7
#6
#9
#8
#11
#10
#12
Mean
±SE
±SD
Outliers
Estação
5.3.2.3 Ni
Para o níquel, as concentrações encontradas variaram de 3,16 mg/kg a 54,3 mg/kg, e
ao contrário dos demais metais, a maioria das amostras encontra-se com concentrações
superiores a 20,9mg/kg e inferiores a 51,6mg/kg comparado este sedimento como de nível 1,
e três pontos com concentrações superiores a 51,6 mg/kg, sendo enquadrados como nível 2
(Figura 15). No entanto, estudos realizados na região também apresentaram concentrações
totais de níquel enquadrados no nível 1, sendo também evidenciado em outros estudos a baixa
mobilidade do níquel, levantando a hipótese que o acréscimo de níquel para o ambiente
provém de origem mineralógica, elevando a importância de monitoramentos em períodos
dragados. (BELLOTTO et al,2009 ; ZARZOUR, 2009). Estudos no estuário da Ilha de
32
Vitória/ES e do Rio de Arousa, na Espanha, também apresentaram concentrações elevadas de
níquel, nos quais foram encontrados valores de 6,0 mg/kg a 245,0 mg/kg com uma média de
43,0mg/kg (JESUS et al, 2004)e 30,0 mg/kg a 171 mg/kg respectivamente.(REAL,1993)
O comportamento do níquel não difere muito do acompanhado pelo Cr e Cd, nos quais
as concentrações apresentam forte correlação positiva com sedimentos finos (p=0,000),
notáveis pelas quedas abruptas no percentual de sedimentos finos, ocasionadas pela
dragagem, e juntamente redução na concentração de níquel. As concentrações médias de
níquel apresentaram uma homogeneidade entre os pontos, incluindo pontos na região interna e
externa ao estuário. (Figura 14).
Figura 14: Gráfico Boxplot de Ni, apresentando as concentrações médias ( ▫), desvio padrão (□),
erro(h) e pontos considerados fora da média (◦).
60
50
40
Conc.Ni
30
20
10
0
-10
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10 #11 #12
Mean
±SE
±SD
Outliers
Estação
Nos meses de novembro e dezembro, além de serem notadas as maiores concentrações
médias de níquel, apresentaram estações com comportamento distinto das demais, (Figura 15;
G,H) no qual ocorre acréscimo na concentração, mesmo com a diminuição de sedimentos
finos; sendo notório no pontos 5, 6, 7 e 8 . Evidenciando origem mineralógica do metal no
sedimento.
33
A
100
50
80
40
60
30
20
40
10
20
0
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
B
100
80
40
60
30
20
40
10
20
0
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
40
60
30
40
20
20
10
0
0
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#11
#12
Área adjacente
% Sedimento Finos
100
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
60
#10
#11
#12
Área adjacente
100
E
50
80
40
60
30
40
20
20
10
0
% Sedimentos Finos
Concentração Ni (mg/kg)
#10
D
60
50
40
30
20
10
0
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuário
60
#10
#11
#12
Área adjacente
F
100
50
80
40
60
30
20
40
10
20
0
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuário
#10
#11
#12
Área adjacente
G
60
100
50
80
40
60
30
20
40
10
20
0
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuário
60
% Sedimentos Finos
100
% Sedimentos Finos
Concentração Ni (mg/kg)
#12
80
Interior estuário
Concentração Ni (mg/kg)
#11
C
Interior estuário
Concentração Ni (mg/kg)
#10
Área adjacente
50
#1
Concentração Ni (mg/kg)
#12
50
Interior estuário
Concentração Ni (mg/kg)
#11
% Sedimentos Finos
60
#10
Área adjacente
% Sedimentos Finos
Concentração Ni (mg/kg)
Interior estuário
60
% Sedimentos Finos
60
#10
#11
#12
Área adjacente
H
100
50
80
40
60
30
20
40
10
20
0
% Sedimentos Finos
Concentração Ni (mg/kg)
Figura 15: Gráfico referente a Concentração de Níquel (mg/kg) no sedimento em cada ponto amostral, nos
respectivos meses: (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F) outubro, (G) novembro, (H)
dezembro, relacionado com percentual de sedimentos finos( linha contínua roxa) e limites estabelecidos pelo
Conama344( linha tracejada vermelha)
0
#1
#2
#3
Interior estuário
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
Área adjacente
34
5.3.2.4 Zn
As concentrações de zinco ao longo do estudo mantiveram-se abaixo do limite 1
estabelecido pela legislação, ultrapassando este nível em apenas 3 pontos no interior do
estuários no mês de novembro (figura 17, G), apresentando concentrações que variaram de
10,31 mg/kg a 209,57 mg/kg no interior do estuário e 5,47 mg/kg a 117,98 mg/kg, na área
adjacente (figura 17). Na região do estuário do Rio Itajaí-Açú, estudos anteriores mostram
concentrações semelhantes as do presente estudo, não ultrapassando o limite 1 estabelecido
pelo Conama. FENG et al,2011, encontrou concentrações semelhantes no estuário de Bohai,
China, variando entre 17,61 mg/kg e 156 mg/kg; na Ilha de Vitória foram encontrados valores
mais elevados: 27mg/kg a 812mg/kg (JESUS et al,2004).
O zinco, não diferente dos demais metais, apresentou correlação negativa (p=0,047)
com a salinidade, porém, novamente o fator mais importante nas concentrações de metais
traços é a baixa granulometria, podendo ser observada no gráfico, (figura17) no qual torna
evidente que com aumento de sedimentos grossos, diminui a concentração de zinco.
Figura 16: Gráfico BoxPlot de Zn, apresentando as concentrações médias (▫) , desvio padrão (□), erro(H) e
pontos considerados fora da média(◦).
220
200
180
160
140
Conc.Zn
120
100
80
60
40
20
0
-20
#1
#3
#2
#5
#4
#7
#6
#9
#8
#11
#10
#12
Mean
±SE
±SD
Outliers
Estação
35
No interior do estuário, ocorre uma maior homogeneidade nas concentrações de zinco
nos pontos 1 e 2 ao longo dos meses, apresentando médias mais elevadas que os demais, no
entanto, não apresentam diferenças significativas nos testes estatísticos. (Figura 16).
Os pontos 4 e 5, em novembro e 5 em dezembro (Figura 17; G,H) apresentaram
comportamento distinto, nas quais mesmo com a redução de sedimentos finos, as
concentrações de zinco obtiveram um acréscimo, podendo evidenciar uma entrada
diferenciada de zinco para o ambiente, principalmente por se tratar do ponto localizado no
Porto de Itajaí. ZARZOUR, 2009, relatou uma moderada contaminação por zinco dos
sedimentos do baixo estuário do Rio Itajaí-açú, podendo estar associado à grande ocupação
desta zona costeira, aporte de rejeitos domésticos e industriais, pois na região estão instaladas
indústrias do setor naval (portos e estaleiros) e beneficiamento de aço, produtos químicos,
além do uso de fertilizantes e pesticidas na agricultura. Neste mesmo estudo também foi
sugerido a ocorrência de aporte de zinco pelo Rio Itajaí-Mirim, podendo estes estar
contribuindo para a contaminação desses ambientes
Novamente a estação Controle possuiu maiores concentrações, sendo que para o zinco,
estas, apresentam grande semelhança na região adjacente, exceto o ponto 12, como já
ressaltado, não apresenta condições necessárias para acúmulo de metais.
36
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
A
100
% Sedimentos Finos
Concentração Zn (mg/kg)
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Concentração Zn (mg/kg)
Figura 17: Gráfico referente a Concentração de Zinco (mg/kg) no sedimento em cada ponto amostral, nos
respectivos meses: (A) maio, (B) junho, (C) julho, (D) agosto, (E) setembro, (F) outubro, (G) novembro, (H)
dezembro, relacionado com percentual de sedimentos finos( linha contínua roxa) e limite estabelecido pelo
Conama344( linha tracejada vermelha)
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuario
#10
#11
#12
Area adjacente
B
% Sedimentos Finos
100
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuario
#10
#11
#12
Area adjacente
C
100
% Sedimentos Finos
Concentração Zn (mg/kg)
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuario
#10
#11
#12
Area adjacente
60
40
20
0
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Concentração Zn (mg/kg)
Interior estuario
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
#12
Area adjacente
100
80
60
40
20
0
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuario
Concentração Zn (mg/kg)
#11
E
#1
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
#10
#10
#11
% Sedimentos Finos
#1
#12
Area adjacente
F
100
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuario
#10
#11
% Sedimentos Finos
Concentração Zn (mg/kg)
100
80
% Sedimentos Finos
D
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
#12
Area adjacente
100
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
Interior estuario
#10
#11
% Sedimentos Finos
Concentração Zn (mg/kg)
G
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
#12
Area adjacente
100
80
60
40
20
0
#1
#2
#3
Interior estuario
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
% Sedimentos Finos
Concentração Zn (mg/kg)
H
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
#12
Area adjacente
37
5.4 Material Particulado em Suspensão
Para complementar as análises realizadas no sedimento, também foram analisadas as
concentrações de metais associados ao material particulado em suspensão, nos mesmos
pontos amostrais, porém somente até o mês de outubro, superfície e fundo.
Estas concentrações apresentaram diferentes comportamentos, tanto em escala
temporal, quanto espacial, principalmente por se tratar da associação de pequenas partículas
em ambiente estuarino, o qual apresenta uma hidrodinâmica dependente de diversas
condicionantes ambientais, físico-químicas e externas.
5.4.1 Interior Estuário
De forma geral, no interior do estuário foi verificado a influencia de diferentes fatores
na distribuição média dos metais associados ao material particulado, sendo destacadas a
salinidade, vazão e concentração de material particulado em suspensão. Esta ultima,
apresentou uma forte correlação (p=0,0000) com as demais, sendo positiva com a vazão e
negativa com a salinidade. Fato bem evidenciando nos meses com vazão elevada, nos quais
ocorreram um aumento na quantidade de material particulado e diminuição na salinidade.
5.4.1.1 Superfície
Avaliando as concentrações de Cádmio particulado encontradas na superfície
estuarina, pôde-se considerar baixas, muitas vezes abaixo do limite de detecção do aparelho,
com máxima de apenas 0,3mg/kg, Resultados parecidos foram encontrados por Duquesne
(2006), no Estuario Severn,UK, onde os valores de Cd variaram de 0,32 mg/kg a 0,47 mg/kg.;
no Estuário Mar Chiquita na Argentina em 2004, foram encontradas concentrações de Cd
particulado significativamente mais elevadas que a do presente estudo, oscilando desde
valores 0 a 58,64 mg/kg (BELTRAME, et al, 2009).
Com aumento da vazão nos meses de agosto e setembro ocasionados por fortes chuvas
e enchente, as concentrações de material particulado em suspensão e de Cádmio associado a
este, também se elevaram (figura 18,A); fato também comprovado pela forte correlação
positiva entre essas três variáveis. (p=0,0004; p=0,0222). Podendo esta, ser uma hipótese de
fonte terrígena, proveniente do escoamento superficial, na qual pode transportar material
38
sedimentar de áreas agrícolas, juntamente com metal presente em agrotóxicos, fertilizantes e
estabilizantes de solo. Outros fatores interferentes na concentração de Cd associado são a
salinidade e pH, os quais por apresentar correlação negativa com mesmo, quando reduzidos,
mudam as condições ambientais, podendo ocasionar a dissociação do metal aderido a
partículas finas de sedimento.Todavia, este comportamento pode ser resultado da entrada de
MPS de origem marinha no ambiente, o qual possui uma concentração relativa de metais
pesados menor, quando comparadas ao material particulado de origem fluvial. (BELLOTTO
et al, 2009).
Os valores de Cromo apresentaram-se bem semelhantes ao decorrer dos pontos,
variando de zero e 38,7 mg/kg com médias não ultrapassando 14mg/kg,; apresentando
concentrações mais elevadas no mês de maio decaindo ate o mês de outubro.(Figura 18,B)
Beltrame et al, (2009) encontraram valores de Cr particulado variando de 2,21mg/kg e 60
mg/kg no estuário Chiquita em 2009, sendo estas consideradas baixas para o autor.. Ao
contrario do cádmio, o cromo particulado apresentou uma forte correlação negativa com a
vazão (p=0,0000) e correlação negativa com MPS (0,0175), podendo ser indicativo de origem
antrópica pela entrada de efluentes líquidos.
O Níquel particulado apresentou uma pequena oscilações nas concentrações médias
mensais, variando nos pontos de 0mg/kg a 45,3 mg/kg, com médias de 21,77 mg/kg na
superfícies do estuário, apresentando maiores concentrações médias no mês de junho . Jiann
et al, (2005) encontraram valores entre 39mg/kg e 347 mg/kg no estuário de Dahshuei,
Taiwan em 2005. Beltrame et al, (2009) encontraram pontos contaminados por níquel na
Argentina, evidenciando valores de 3,89 mg/kg a 3177mg/kg.
39
MPS Estuário Fund.
MPS Estuário Sup.
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
Maio
Junho
Julho
35
D
30
25
20
15
10
5
0
Maio
Junho
Julho
Agosto Setembro Outubro
35
MPS Adjacente fund.
MPS Adjacente Sup.
30
25
20
15
10
5
0
Agosto Setembro Outubro
Concentração Média de Zn associado
ao MPS (mg/kg)
Concentração Média de Ní associado
ao MPS (mg/kg)
C
B
Concentração Média de Cr associado ao
MPS (mg/kg)
Concentração Média de Cd associado ao
MPS (mg/kg)
A
Maio
Junho
Julho
Agosto Setembro Outubro
Maio
Junho
Julho
Agosto Setembro Outubro
250
200
150
100
50
0
Figura 18: Gráfico referente a variação mensal média de Cd (a), Cr(B), Ni(C) e Zn(D) associados ao material
particulado em suspensão, no interior do estuário e área adjacente, superfície e fundo .
O elemento Zinco apresentou grandes oscilações nas concentrações médias associadas
ao material particulado, no qual, sua concentração mais alta encontradas na superfície foi 352
mg/kg. Feng et al, em 2002 encontrou valores altíssimos de Zinco no estuário de Hudson:
2543±234 mg/kg; e no Estuário Severn em Uk, os valores de Zn associados ao MPS variaram
de 181mg/kg a 234 mg/kg (DUQUESNE, 2006). Ao contrario dos demais, este, juntamente
com o Níquel, apresentaram uma correlação positiva um com outro (p=0,0078), apresentando
um padrão de evolução mensal semelhante entre si na superfície. Este elemento não
apresentou correlação com salinidade e vazão, mas apresentou uma fraca relação negativa
com o pH, sugerindo que este metal pode estar associado a entrada via escoamento
superficial, visto que a vazão teve uma forte relação inversa com pH neste ambiente
(p=0,0000).
5.4.1.2 Fundo
As concentrações médias e características encontradas no material particulado em
suspensão de fundo, não diferem muito da apresentada na superfície. O Cádmio apresentou
concentrações entre 0 e 0,6mg/kg nos pontos amostrais de fundo. (Figura 18). Este apresentou
uma correlação mais fraca, quando comparada com a superfície, com a vazão (p=0,0153), e
40
mais forte com o MPS (p=0,0003), salinidade (p=0,0001) e pH (p=0,0024), sendo as duas
ultimas correlações negativas.
O Cr particulado foi encontrado entre zero e 69,3 mg/kg, porem com médias menores.
Duquesne, 2006 apresentou valores de Cromo particulado mais elevados entre 67,2 mg/kg e
81,7mg/kg, porem não elevados quando comparados ao Córrego de Três Pontes, MG, no qual
foram encontrados elevadas concentrações, variando entre 95mg/kg e 1815mg/kg.(JORDAO
et al, 1998). Diferente do analisado na superfície, o elemento cromo não apresenta correlação
nem com pH, nem com MPS no fundo, em contrapartida, mostra uma correlação com Níquel
associado a material particulado (p=0,0155).
O Níquel particulado apresentou uma maior similaridade nas médias ao longo dos
meses, apresentando maior média em junho de 23,57mg/kg, e valor máximo no ponto 7F de
48,9 mg/kg. O mesmo apresentou uma forte correlação negativa com a salinidade (p=0,0054),
e positiva com os metais associados ao MPS, Cd (p=0,0011), Cr (p=0,0155) e Zn (p=0,0078).
O Zinco, por sua vez, apresentou um comportamento idêntico ao observado na
superfície, porém com menores concentrações médias, apresentando valores de 12 mg/kg a
180mg/kg. Foi evidenciado também um incremento de Zn associado ao MPS nos meses de
julho e outubro, e decréscimo nos demais (Figura 18, D). Este mesmo comportamento
também pôde ser verificado com zinco associado ao sedimento, levantando a hipótese de um
incremento de Zn no ambiente de origem mineralógica, apresentando essa variação em função
das atividades de dragagem.
5.4.2 Área Adjacente
5.4.2.1 Superfície
A Região adjacente ao estuário de forma geral não apresentou diferença entre as
concentrações de metais associados ao material particulado de fundo e superfície. Sendo
também evidenciada uma diminuição nas relações dos elementos nesta área, na qual nota-se a
ausência de influencia da vazão no incremento de MPS, e uma correlação negativa
(p=0,0231) do MPS com a salinidade.
As concentrações de Cd encontradas associadas ao material particulado na superfície
desta área foram menores, apresentando um valor máximo 0,13mg/kg. (Figura 18) Sendo
41
que, este, apenas apresentou correlação significativa com a vazão (p=0,0041). Havendo a
possibilidade de esta contribuição ser proveniente de entradas superficiais de fontes terrígena.
O metal Cr apresentou concentrações variando de 0,74mg/kg e 29,8 mg/kg, todavia,
apresentou um único pico nas concentrações médias de cromo associado MPS, ocorrido em
maio. Resultado disto observa-se com a forte correlação negativa deste metal com a vazão
(p=0,0000), a qual se apresentava bem baixa no mês de maio.
Apresentando comportamento semelhante na região adjacente, tanto na superfície,
quanto no fundo, o Ni associado ao MPS mostrou concentrações variando de 0 a 29,8 mg/kg,
sendo observado também que médias um pouco mais elevadas, foram encontradas nos meses
de junho e outubro, meses os quais foram realizadas atividade de dragagem constantes.
Os valores de Zn encontrados associados ao MPS de superfície estavam entre 0mgkg e
320 mg/kg,. Este elemento apresentou comportamentos distintos entre superfície e fundo, nos
meses de agosto, com acréscimo na concentração de fundo e decréscimo na superfície, e
setembro, com comportamento inverso (figura 18, D).
5.4.2.2 Fundo
Como já ressaltado, as características na região adjacente entre superfície e fundo não
apresentaram diferenças significativas entre as concentrações de metais associados ao
material particulado em suspensão. Este apresentou uma forte correlação positiva com Cromo
associado (p=0,0010), e correlações negativas com Cádmio (p=0,0094), no qual, esta relação
positiva com o cromo pode estar associada pela deposição de material dragado retirado do
estuário e disposto nesta região, podendo permanecer em suspensão durante este processo.
O níquel associado ao MPS apresentou uma forte relação com pH (p=0,012)
As concentrações de metais associados ao MPS de fundo foram semelhantes aos de
superfície, no qual o Ni variou de 0 mg/kg a 36,8mg/kg, o Cd de 0mg/kg a 0,17mg/kg, Cr de
0mg/kg a 67,0mg/kg e Zn de 0mg/kg a 220 mg/kg
42
5.5 Comparação com a legislação
Ao comparar as concentrações de metais encontrados no sedimento com a legislação
CONAMA/344 para material a ser dragado em águas jurisdicionais brasileiras, observou-se
que os metais Cádmio, Cromo e Zinco apresentaram valores inferiores ao nível 1
estabelecido. Entretanto, o metal Niquel apresentou valores superiores a este, sendo
classificado como nível 1, o qual estabelece uma limiar abaixo do qual prevê-se baixa
probabilidade de efeitos adversos à biota.
Segundo a legislação este material somente pode ser disposto mediante prévia
comprovação técnico - cientifica e monitoramento do processo e da área de disposição, de
modo que a biota desta área não sofra efeitos adversos superiores àqueles esperados para o
nível 1.
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os
parâmetros
físico-químicos
que
apresentaram
maior
interferência
nos
comportamentos dos metais ao longo do estudo foram a salinidade, vazão e
concentração no MPS.
A granulometria apresentou significativas variações tanto no interior do estuário,
quanto na área adjacente, sendo diretamente relacionadas com a ação de dragagem.
O percentual de sedimentos finos apresentou-se como maior interferente nas
concentrações de metais associados ao sedimento, em todos os metais analisados.
Os pontos 1 e 2 os quais não sofreram dragagem, apresentaram em todos os meses um
percentual de sedimentos finos maior que 90%, sendo nos outros pontos variável este
percentual ao longo do estudo em função da dragagem e fatores ambientais.
Na área adjacente ao estuário fica evidente a interferência da ação de dragagem, pois
nestas áreas ocorrem o deposito de sedimento dragado, alterando a granulometria local
e consequentemente a concentração dos metais. Sendo evidenciado principalmente no
ponto 10, devido a ação da hidrodinâmica e transporte para região.
43
As concentrações Cd, Cr, Zn e Ni no sedimento apresentaram maiores concentrações
nos pontos 1 e 2, os quais não sofreram dragagem, porem não foi evidenciado uma
diferença significativa entre os demais.
Na área adjacente o ponto Controle apresentou as maiores concentrações dos quatro
metais ao longo do estudo, porem também não apresentou diferença significativa com
os demais pontos na área adjacente.
As concentrações de Cd, Cr, Zn encontradas no sedimento apresentaram-se abaixo do
limite um estabelecido pelo Conama/344, o metal Ni apresentou concentrações sendo
classificadas no nível 1 estabelecido pela legislação. Porem estas concentrações
elevadas apresenta evidencias de origem mineralógica.
Os metais associados ao material particulado em suspensão apresentaram muitas
oscilações ao longo do estudo, com comportamentos variáveis nos diferentes locais e
fatores físico-químicos atuantes.
Nenhum metal associado ao MPS apresentou concentrações consideradas elevadas ao
longo do estudo.
.
44
REFERÊNCIAS
ACQUAPLAN (Itajai). Relatório de impacto ambiental: Rima da dragagem para
aprofundamento do canal de acesso e bacia de evolução do Porto organizado de Itajaí, SC.
Itajaí, 2009. 412 p.
AGUIAR, J.E. Geoquímica de metais-traço em sedimentos superficiais nos estuário dos
rios Ceará e Pacoti, CE. Monografia – Departamento de Geologia, Universidade Federal
do Ceará. Fortaleza. 62 p. 2005
ARELLANO, J.M., et al. Levels of copper, zinc, manganese and iron in two fish species from
salt marshes of Cadiz Bay (southwest Iberian Peninsula). Boletin del Instituto Espanol de
Oceanografia 15 (1–4), 485–488. 1999.
BELLOTTO, V. R.; KUROSHIMA, K. N ; PELLENS, I. C. Dinâmica de nutrientes
inorgânicos no estuário do Rio Itajaí-Açú (BR). In: Anais do Congresso Latino Americano de
Ciências del Mar. Mar Del Plata. 1995.
BELLOTTO, V. R.; KUROSHIMA, K. N. ; CECANHO, F. Poluentes no ambiente estuarino
e efeitos da atividade de dragagem,105-126p. In: Joaquim Olinto Branco; Maria José
Lunardon-Branco & Valéria Regina Bellotto (Org.). Estuário do Rio Itajaí-Açú, Santa
Catarina: caracterização ambiental e alterações antrópicas. Editora UNIVALI, Itajaí,SC.,312p.
2009
BELTRAME, M.O.; DE MARCO, S.; MARCOVECCHIO, J. .Dissolved and particulate
heavy metals distribution in coastal lagoons. A case study from Mar Chiquita Lagoon,
Argentina .Costal and Shelf Science 85, 45-56. 2009
BINNIE, B. et al. Humber Estuary Environmental.Baseline Study. The Environment
Agency. 1999
BISHOP, P. L. Marine pollution and its control. New York: McGraw-Hill, 1983.
BRAGA, A. K. Avaliação dos Níveis de Metais em Mytella guyanensis (Lamarck, 1819) e
Sedimento da Baía de Babitonga - SC. Monografia de conclusão de curso para a obtenção
do título de Oceanógrafo, Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade
do Vale do Itajaí, 2005.
CAEIRO, S.,COSTA, M.H., RAMOS, T.B, FERNANDES, F., SILVEIRA, N., COIMBRA,
A., MEDEIROS, G., PAINHO, M. Assessing heavy metal contamination in Sado Estuary
sediment: Na índex analysis approach. Ecological Indicators. v.5, 151-169, 2005.
CAMERON, W. M. AND D. W. PRITCHARD. Estuaries. In M. N. Hill (editor): The Sea
vol. 2, John Wiley and Sons, New York, 306 - 324. 1963
CAPLAT, C. et al. Heavy metals mobility in harbour contaminated sediments: The case of
Port-en-Bessin. Marine Pollution Bulletin, France, v. 50, p.504-511, 2005.
CECANHO, F. F. Geoquímica de metais traço e elementos maiores nos sedimentos
superficiais do estuário do rio Itajaí-Açu/SC. Monografia de Conclusão do Curso de
Oceanografia, Universidade do Vale do Itajaí, 2003.
CHESTER, R. Marine Geochemistry. (1990) Chapman & Hall. London. 698p.
CLARK, R. B. Marine Pollution. Oxford: Clarendon Press, 1997.
45
COHEN, T., HEE, S., AMBROSE, R. Trace metals in Fish and Invertebrates of three
California Coastal Wetlands. Marine Pollution Bulletin. v. 42, n.3, p. 232–242, 2001.
CONAMA (CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE). 2004. Decreto no 99.274 de
6 de julho de 1990. Resolução no 344, de 25 de março de 2004.
CROSSLAND, C.J.; KREMER, H.H.; LINDEBOOM, H.J.; MARSHALL-CROSSLAND,
J.I.;LÊTESSIER, M.D.A. Coastal fluxes in the anthropocene. Springer Verlag, Berlin.
231p. 2005.
DUQUESNE, S. Evidence for declining levels of heavy-metals in the Severn Estuary and
Bristol Channel, U.K. and their spatial distribution in sediments. Environmental Pollution
143, 187–196. 2006.
FENG, H., COCHRAN, J.K., HIRSCHBERG, D.J. Transport and sources of metal
contaminants over the course of tidal cycle in the turbidity maximum zone of the Hudson
River estuary. Water Research 36, 733–743. 2002
FENG, H,. Heavy metal contamination in selected urban coastal regions in US and China. In:
Sanchez, M.L. (Ed.), Causes and Effects of Heavy Metal Pollution. Nova Science Publishers,
Inc, Hauppauge, pp. 265 e 286. 2008.
FENG,H., JIANG, H., GAO, W., WEINSTEIN, P. M., ZHANG, Q., ZHANG, W., YU, L.,
YUAN, D., TAO, J. .Metal contamination in sediments of the western Bohai Bay and
adjacent estuaries, China. Journal of Environmental Management. v. 92, p. 1185e1197,
2011.
FERNANDES, H. M.; CONTI, L. F. C.; PATCHINEELAM, S. R.; Environ. Technol. 1994,
15, 87.
FISZMAN, M.; PFEIFFER, W.C.; LACERDA, L.D. Comparision of methods used for
extraction and geochemical distribution of heavy metals in bottom sediments from Sepetiba
Bay, R.J. Science and Technology Letters, 5: 567-575., 1984
FORSTNER, V. AND G. MULLER,. Schwermetalle in Flussena und Seen. SpringerVerlag, Berlin,225 pp. 1974
GALVAO L. Y G.C. Cadmio serie vigilância. Centro Panamericano de Ecologia Humana y
Salud OPS y OMS Metepec Edo. de Mexico, Mexico. v.4., 1987
HORTELLANI, M. A.; et al. Avaliação da contaminação por elementos metálicos dos
sedimentos do estuário Santos – São Vicente. Química Nova, v.32, n.1, p. 10-19, 2008.
JESUS, H.C.; COSTA, E.A.; MENDONÇA, A.S.F.; ZANDONADE, E. Distribuição de
metais pesados em sedimentos do sistema estuarino da Ilha de Vitória-ES. Química
Nova, 27: 378-386, 2004
JIANN, K., WEN, L., SANTSCHI, P.,. Trace metal (Cd, Cu, Ni and Pb) partitioning,
affinities and removal in the Danshuei River estuary, a macro-tidal, temporally anoxic estuary
in Taiwan. Marine Chemistry. 96, 293–313. 2005
JORDÃO, P.C., SILVA, C.A, PEREIRA, L.J., BRUNE, W. Contaminação por cromo de
águas de rios proveniente de curtumes em minas gerais. Quimica Nova. 22(1), 1999.
KUROSHIMA, K. N. e Bellotto, V. R. 2009. Dinâmica dos nutrientes inorgânicos e orgânicos
na Foz do Rio Itajaí-Açú, 93-104. In: Joaquim Olinto Branco; Maria José Lunardon-Branco
46
& Valéria Regina Bellotto (Org.). Estuário do Rio Itajaí-Açú, Santa Catarina: caracterização
ambiental e alterações antrópicas. Editora UNIVALI, Itajaí,SC.,312p.
MAIS, I. V.. Projeto Marca D’água- Relatórios preliminares 2001- A bacia do Rio Itajaí,
Santa Catarina, 2001. Brasília, DF: Núcleo de Pesquisa em Políticas Públicas. 2003.16p.
MOORE, J. W. Inorganic contaminants of surface water. United Stated of America:
Sprinter-Verlag New York Inc., 1991.
PELLENS. I. C. Dinâmica de nutrientes Inorgânicos no estuário do Rio Itajaí-Açú/SC.
Monografia de Conclusão de Curso de Oceanografia da Univali. Itajaí,SC. 1997
PEREIRA FILHO, J; SPILLERE, L. C., SCHETTINI, C. A. F. Dinâmica De Nutrientes Na
Região Portuária Do Estuário Do Rio Itajaí-Açu, SC. Atlântica, Rio Grande, 25(1): 11-20,
2003.
PFEIFFER, W.C., L.D. DE LACERDA, M. FISZMAN AND N.R.W.. LIMA. Metais pesados
da Baia de Sepetiba, Rio de Janeiro, RJ. Cinc. Cult., 37(2): 2978-302. 1985
RAO, V.K., RAO, S.N., Composition of dredged spoils of Indian harbours: Part I- heavy
metals. Total enviroment., 207, 13-19, 1997.
REAL, C., BARREIRO, R., CARBALLEIRA. Heavy metal mixing behaviour in estuarine
sediments in the Ria de Arousa(NW Spain). Differences between metals. Elsevier Science
Published. Amsterdan., 128:51-67.1993
SAHUQUILLO,A.P.D; RAURET,G.; MUNTAU,H. Modified threestep sequential extraction
scheme applied to metal determination in sediments from lake Flumendosa (Sardinia, Italy).
Fresen Environ Bull,; v.9, p. 360 –372, 2000.
SALOMONS, W.e FÖRSTNER,U. Metal in the Hidrocyrcle. Germany: Sprinter VerlagBerlin Heidelberg. 1984. 349 p.
SCHETTINI, C. A. F. Caracterização física do estuario do Rio Itajaí-Açú. Revista brasileira
de Recursos Hídricos. v.7, n.1, p.123-142, 2002.
SCHETTINI, C. A. F.; et al. Oceanographic and ecological aspects of Itajaí-Açú river plume
during a high discharge period. Anais da Academia Brasileira de Ciências. v.70,n.2, p. 335351, 1998.
STRICKLAND, J. D. H.; PARSONS, T. R. A practical handbook of seawater analysis.
Bulletin Fisheries Research board of Canada. Ottawa, n. 167, p. 1 - 205, 1972
ZARZOUR, F.C. Evolução espacial da acumulação de metais nos sedimentos no estuário
do rio Itajaí-Açu/SC. Monografia de Conclusão do Curso de Oceanografia, Universidade do
Vale do Itajaí, 2009
47