Effects of dredging operations on sediment quality: contaminant mobilization in dredged sediments from the Port of Santos, SP, Brazil

Background, aim, and scope Contaminated sediments are a worldwide problem, and mobilization of contaminants is one of the most critical issues in environmental risk assessment insofar as dredging projects are concerned. The investigation of how toxic compounds are mobilized during dredging operations in the channel of the Port of Santos, Brazil, was conducted in an attempt to assess changes in the bioavailability and toxicity of these contaminants.Materials and methods Bulk sediment samples and their interstitial waters and elutriates were subjected to chemical evaluation and ecotoxicological assessment. Samples were collected from the channel before dredging, from the dredge's hopper, and from the disposal site and its surroundings.Results The results indicate that the bulk sediments from the dredging site are contaminated moderately with As, Pb, and Zn and severely with Hg, and that polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) concentrations are relatively high. Our results also show a 50% increase in PAH concentrations in suspended solids in the water collected from the hopper dredge. This finding is of great concern, since it refers to the dredge overflow water which is pumped back into the ecosystem. Acute toxicity tests on bulk sediment using the amphipod Tiburonella viscana showed no toxicity, while chronic tests with the sea urchin Lytechinus variegatus showed toxicity in the interstitial waters and elutriates. Results are compared with widely used sediment quality guidelines and with a sediment quality assessment scheme based on various lines of evidence.Conclusions The data presented here indicate that the sediments collected in this port show a certain degree of contamination, especially those from the inner part of the channel. The classification established in this study indicated that sediments from the dredged channel are impacted detrimentally and that sea disposal may disperse contaminants. According to this classification, the sediments are inappropriate for disposal at sea. It should be emphasized that the poor quality of fine sediments discharged from the hopper dredge in the overflow process can recontaminate the environment.Recommendations and perspectives These findings will help to underpin improved planning of management strategies for dredging operations and sediment disposal in Brazil and other countries.

Ecotoxicological assessment of sediments from the Santos and São Vicente estuarine system- Brazil

O sedimento representa um importante depósito de contaminantes e uma fonte de contaminação para a cadeia alimentar aquática. Testes de toxicidade usando anfípodos como organismos-teste são empregados para avaliar sedimentos marinhos e estuarinos, juntamente com análises químicas. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade de sedimentos de seis estações situadas no Sistema Estuarino e Portuário de Santos e São Vicente (São Paulo-Brasil), usando testes de toxicidade aguda com sedimento com anfípodos (Tiburonella viscana) e análises químicas de metais, PCB, e PAH. Outros parâmetros do sedimento foram analisados, como carbono orgânico e granulometria. Foram observados níveis de contaminação mais altos na porção interna do estuário onde se localiza o Porto de Santos e a zona industrial. Os testes de toxicidade mostraram resultados adversos significantes para a maioria das amostras testadas, e os sedimentos da porção interna do estuário apresentaram toxicidade mais alta. As análises de componentes principais indicaram uma relação forte entre contaminação do sedimento e toxicidade. As correlações positivas destes fatores nas amostras estudadas foram usadas para estabelecer os pesos das concentrações químicas que estão associadas com os efeitos adversos. Tais análises permitiram estimar valores limiares de efeito para a contaminação de sedimento através de análises multivariadas, identificando os contaminantes associados com o efeito biológico. Estes valores sugeridos são: Cu, 69.0; Pb, 17.4; Zn, 73.3(mg.kg-1); PAHs, 0.5 (mg.kg-1) e PCBs, 0.1 (µg.kg-1).

Ecotoxicological assessment of sediments from the Port of Santos and the disposal sites of dredged material

A dragagem dos sedimentos do Canal de Santos é necessária para permitir o trânsito de navios que operam no Porto de Santos. As áreas de disposição do material dragado estão situadas na zona costeira, em frente à Baía de Santos. Este estudo visou avaliar a qualidade dos sedimentos do Canal de Santos e das áreas de disposição atuais e antigas, utilizando testes de toxicidade de sedimento integral com anfípodos e de toxicidade de elutriatos com embriões de ouriço do mar. As amostras do Canal de Santos foram consideradas as mais tóxicas: todas as amostras dessa área foram consideradas significativamente tóxicas. Além disso, algumas amostras das áreas de disposição exibiram toxicidade. Os resultados mostraram, portanto, que os sedimentos apresentam evidências de degradação em sua qualidade, porém novos estudos devem ser conduzidos visando determinar as relações entre contaminação e toxicidade. Os resultados sugerem ainda que a disposição dos sedimentos dragados deva ser reavaliada.

Avaliação da contaminação por elementos metálicos dos sedimentos do Estuário Santos - São Vicente

Three approaches were applied to evaluate metal contamination in 41 sediment samples from the Santos - São Vicente Estuarine System: normalization to Al, statistical analysis and sediment quality guidelines (SQGs). The results showed increases in the concentrations of Zn, Ni, Pb, Cd, Cr and Hg, which seemed to be associated with human activities. The levels of Al, Fe and Co probably were associated with crustal material or natural weathering processes. About 45% of the samples presented concentrations exceeding TEL-ERL, levels occasionally associated with adverse biological effects. Four of these samples presented concentrations above PEL-ERM, levels frequently associated with adverse biological effects.