Determinação de elementos traço em amostras ambientais por ICP OES

Neste trabalho é avaliada a aplicação da técnica de ICP OES (Espectrometria de Emissão com Plasma Indutivamente Acoplado) para a determinação de elementos traço em amostras ambientais. Foram investigados os comportamentos de As, Ba, Cd, Co, Cu, Cr, Mn, Ni, Pb, V e Zn, utilizando-se espectrômetro com vista de observação axial/radial do plasma e sistema de detecção baseado em dispositivos de carga acoplada (CCD). No presente estudo, foi avaliado o desempenho dos nebulizadores pneumáticos do tipo concêntrico (Meinhard), “cross flow” e GemCone® acoplados às câmaras de nebulização de duplo passo (Scott) e ciclônica, bem como do nebulizador ultra-sônico para a introdução de amostras no plasma. Investigou-se a robustez do plasma, potência de radiofreqüência (RF), vazão dos gases de nebulização e auxiliar, bem como a altura de observação, para ambas as vistas de observação do plasma. Sob condições otimizadas os limites de detecção (LD), em ng mL-1, para os elementos As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, V e Zn, em solução aquosa de HNO3 5% (v/v), utilizando-se a configuração axial do plasma, foram: 1,1 - 16; 0,002 - 0,32; 0,03 - 1,2; 0,02 - 0,72; 0,03 - 0,82; 0,04 - 3,0; 0,003 - 0,76; 0,08 - 3,8; 0,22 - 8,9; 0,04 - 2,6; e 0,02 - 1,2 respectivamente. Utilizando-se a configuração radial, os LDs (ng mL-1) dos mesmos elementos foram: 10 - 87; 0,01 - 0,91; 0,07 - 3,8; 0,16 - 4,3; 0,13 - 8,1; 0,16 - 4,3; 0,01 - 0,81; 0,43 - 7,6; 1,4 - 37; 0,28 - 6,0 e 0,77 - 9,5 respectivamente. Com relação à nebulização pneumática, os LDs são relativamente mais baixos quando é utilizado o nebulizador concêntrico acoplado à câmara de nebulização ciclônica. LDs ainda melhores são obtidos mediante o uso de nebulização ultra-sônica mas, neste caso, foi observado que o plasma é menos robusto. As metodologias foram desenvolvidas mediante o uso de materiais de referência certificados sendo analisados os seguintes materiais: sedimento marinho (PACS-2/NRCC), folhas de maçã (apple leaves – 1515/NIST) e água (natural water – 1640/NIST), obtendo-se concentrações concordantes com as certificadas, com exceção do Ni em folha de maçã, que não foi detectado utilizando-se a nebulização pneumática e também não pôde ser determinado com exatidão mediante o uso de nebulizador ultra-sônico. Interferências não espectrais observadas na análise de sedimento marinho foram contornadas através da diluição da amostra, ou através da lavagem da câmara de nebulização com solução de HNO3 5% (v/v), por 60 s entre cada ciclo de leitura. Estas interferências não puderam ser contornadas com o uso de padrão interno (PI). A interferência espectral do As sobre o Cd não foi observada fazendo-se a medição do sinal em área de pico, demarcado com somente 3 pontos/pico. Após serem estabelecidas as metodologias de análise, foram analisadas as seguintes amostras não certificadas: água de rio, água subterrânea (poço artesiano), água tratada e de chuva, folhas de eucalipto e bambu, acículas de pinus e infusão de chá preto, sendo possível quantificar baixas concentrações dos elementos investigados, utilizando-se a calibração externa.

Extração de mercúrio de solos e sedimentos auxiliada por ultra-som

Desenvolveu-se uma metodologia que dispensa a dissolução completa da amostra para determinar Hg em solos, sedimentos fluvial e marinho. O Hg é quantitativamente extraído do sedimento marinho usando-se HNO3 30% (v/v), ultra-som (120 s, 70 W) e granulometria ≤ 120 µm. Condições similares são eficientes para sedimento fluvial e solo, exceto o tempo de sonicação (180 s) e a adição de KCl 0,15% (m/v). As suspensões sonicadas são centrifugadas e o Hg é determinado no sobrenadante por FI-CV AAS. A validação da metodologia foi feita com CRMs: PACS-2, MESS-3 (NRCC); Buffalo River (NIST 8704), Montana Soil (NIST 2710) e RS-3 (não certificada). Os parâmetros de mérito do método são: massa característica de 25 pg; LD (3s) de 0,2 µg l–1; LQ (10s) de 0,012 µg g–1 (800 µl de solução obtida de 1 g de amostra em 20 ml de suspensão). Aplicou-se a metodologia à análise de amostras reais (solo, sedimentos fluvial e marinho), as quais também foram preparadas com digestão ácida (85 °C durante 3 h) em mistura oxidante (K2S2O8 1 a 2% (m/v) e HNO3 30% (v/v)). Concentrações concordantes foram obtidas. Utilizou-se calibração externa e, quando necessário, ajuste de matriz com KCl ou K2S2O8. Para investigar a extração de Hg orgânico utilizando ultra-som, adicionou-se MeHg aos CRMs. Aproximadamente 5% do MeHg adicionado transformam-se em Hg2+ pelo método proposto, enquanto que chega a 100% quando a amostra é digerida. Assim, propõe-se uma especiação química semiquantitativa entre Hg inorgânico e orgânico, pois o Hg orgânico pode ser obtido pela diferença entre Hg total (determinado pela digestão) e Hg inorgânico (determinado pelo método proposto).

Estudos sobre a ocorrência de compostos organoestânicos em sedimentos marinhos superficiais na costa do estado de São Paulo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação dos Níveis de Metais, Arsênio e Fósforo em Sedimentos Superficiais Marinhos do Arquipélago dos Alcatrazes (São Sebastião – SP) e das Ilhas das Cabras e Palmas (Ubatuba – SP)

Avaliação dos Níveis de Metais, Arsênio e Fósforo em Sedimentos Superficiais Marinhos do Arquipélago dos Alcatrazes (São Sebastião – SP) e das Ilhas das Cabras e Palmas (Ubatuba – SP) Natasha TraveniskHoffa*, Rubens César Lopes Figueiraa, Denis M. S. Abessab aInstituto Oceanográfico, Universidade de São Paulo, Praça do Oceanográfico - 191, São Paulo - SP, Brasil bUniversidade Estadual Paulista – Campus Experimental Litoral Paulista, Praça Infante Dom Henrique - s/nº, São Vicente – SP, Brasil *e-mail da autora: tashahoff@gmail.com A obtenção dos valores naturais de metais traço nos sedimentos é uma importante informação para estabelecer valores-guias ou orientadores, que vêm sido utilizados por diversas agências ambientais pelo mundo para definir níveis de contaminação e toxicidade. Este trabalho avaliou os níveis de Al, As, Cr, Cu, P, Fe, Hg, Ni, Pb e Zn nas imediações da Estação Ecológica (ESEC) Tupinambás - no Arquipélago de Alcatrazes (São Sebastião – SP) e nos arredores das Ilhas das Cabras e Palmas (Ubatuba – SP). Atualmente, a ESEC encontra-se teoricamente livre de influência antrópica, mas vem passando pelo processo de recategorização para tornar-se Parque Nacional Marinho (PARNAM). A inexistência de dados pretéritos específicos para a região torna este trabalho de relevância ambiental. Foram analisadas as concentrações dos elementos químicos aplicando-se os métodos de digestão ácida parcial e total do sedimento, além de parâmetros sedimentológicos (granulometria, teores de matéria orgânica - MO - e carbonato). Resultados mostraram predominância da fração arenosa nos sedimentos (48,7 - 96,6%). Os teores de carbonato estiveram maiores em Alcatrazes (3,2 - 76,6%) que nos ilhotes (2,2 - 68,1%), tendo o inverso sido observado com os teores de MO, tendo a primeira região apresentado valores entre 0,5 e 12,6%, e a segunda, entre 8,7 e 26,8%. Os níveis de metais mais elevados associados às maiores proporções da fração lamosa nas regiões em estudo. As e P apresentaram comportamento diferenciado, sem correlacionar-se com os demais, indicando uma possível contaminação da região. Ao final, estas concentrações, consideradas naturais, poderão ser utilizadas como dados de controle em futuros estudos ambientais e auxiliar na gestão do futuro PARNAM dos Alcatrazes.

Levantamento dos fatores de enriquecimento do As e metais em sedimentos superficiais do Canal de Bertioga (SP), Brazil

Em virtude do desenvolvimento econômico do litoral paulista, ao longo do século XX, ocorreram modificações no ambiente costeiro proveniente de construções de rodovias, melhorias na estrutura portuária de Santos e implantação do pólo petroquímico de Cubatão. Localizado na porção mais a NE do complexo estuarino da Baixada Santista, o Canal de Bertioga, com aproximadamente 25 km de extensão, faz a ligação entre o oceano e o alto estuário santista. O canal é considerado como uma conexão secundária do oceano ao complexo estuarino de Santos, com sua desembocadura a nordeste localizada próxima a cidade de Bertioga, e a desembocadura oposta próxima ao canal do alto estuário santista. Assim, esse trabalho teve como objetivo fazer um levantamento dos fatores de enriquecimento de As, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb e Zn em 147 amostras de sedimentos superficiais coletadas ao longo do Canal. As amostras foram inicialmente liofilizadas, procedendo-se a digestão ácida e determinação dos elementos de interesse por espectrometria de emissão ótica por plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). Os resultados obtidos mostraram-se distribuídos dentro de dois padrões, um deles apresentando maiores valores de fator de enriquecimento na desembocadura sul, próximo à região de Guarujá e o outro, na desembocadura norte, o qual sofre grande influência do estuário Santista e das inúmeras fontes ali presentes

Efeito da variabilidade da precipitação pluvial e do uso e manejo do solo sobre o escoamento superficial e o aporte de sedimento de uma bacia hidrográfica do Distrito Federal

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da variabilidade da precipitação sobre o escoamento direto e sobre o aporte de sedimento na bacia do rio Pipiripau (A = 235 km²), no Distrito Federal. Cinco anos típicos da série de precipitação foram selecionados: o ano mais úmido, o ano mais seco, o ano médio e dois anos que representaram os desvios-padrão da série (médio-seco e médio-úmido). Depois de o modelo ser calibrado com dados diários de chuva e vazão da bacia, simulações foram realizadas para cada evento chuvoso de cada um dos cinco anos selecionados da série, e o escoamento direto e o aporte de sedimento da bacia foram calculados com a MUSLE em três diferentes cenários de uso e manejo do solo: o cenário atual, onde predomina o preparo convencional do solo (PC) nas áreas de agricultura da bacia; o passado recente, em que predominava o Cerrado nativo (CER); e o cenário de plantio direto (PD), nas áreas de agricultura da bacia. Apesar de as vazões médias anuais observadas terem apresentado relação linear com os volumes de precipitação pluvial anual, em todos os cenários, o escoamento direto e o aporte de sedimento apresentaram aumento exponencial com o aumento da precipitação pluvial anual, sendo esse mais pronunciado na condição de preparo convencional (PC) do que nos outros cenários estudados (CER e PD). O aumento observado pode ser explicado pela não-linearidade do modelo MUSLE ao volume de precipitação e ao volume de escoamento.

Relações de aporte de sedimento e implicação de sua utilização no pagamento por serviço ambiental em bacias hidrográfias

Em razão de sua simplicidade, a relação de aporte de sedimento (RAS), dada pela razão entre a produção de sedimento no exutório e a erosão total na bacia, é comumente usada no estudo e na determinação da produção de sedimentos em bacias hidrográficas. Como há uma série de complexidades ligando a produção de sedimentos (Y) e a erosão a montante (E) na bacia, foram desenvolvidas distintas equações de RAS. Programas de pagamento por serviço ambiental relativos ao abatimento de sedimentação, como o Produtor de Água, frequentemente requerem a estimativa da redução da produção de sedimentos nas bacias hidrográficas, em função de implantação do controle de erosão a montante. Os objetivos do presente trabalho foram calcular a RAS da bacia do ribeirão Pipiripau (DF), usando oito equações existentes na literatura, e estimar a provável redução em Y, em função de uma redução de 50 % da erosão na bacia, bem como avaliar as eventuais dificuldades em sua aplicação. Os valores de RAS obtidos variaram entre 0,12 e 0,52, com média de 0,24 e desvio-padrão de 0,14. Duas das equações apresentaram alta sensibilidade às variáveis, indicando que haveria significativo potencial de propagação de erro se elas fossem usadas. Partindo-se de uma redução de erosão de 50 % na bacia (117.500 t ano-1), a redução no aporte de sedimento usando as RAS das oito equações variou de 14 a 61 mil t ano-1. Essa significativa variação em Y indica considerável incerteza na estimativa de serviços ambientais relativos à redução de aporte de sedimento, em programas de controle de erosão.

Occurrence of storm-generated bedforms along the inner continental shelf - Southeastern Brazil

Levantamentos sonográficos desenvolvidos em duas áreas da plataforma interna adjacente ao estado do Espírito Santo revelam formas de fundo cuja origem é fortemente relacionada a eventos de tempestades. Estas são caracterizadas por alternâncias de bandas de areias finas sobrepostas, de forma alternada, a um fundo de areias grossas, gerando manchas de areias grossas intercaladas abruptamente com faixas de areias finas a profundidades de 25-30 m para GUA e de 05-08 m para BES. Em ambas as áreas as faixas de areias grossas apresentam marcas de ondulação geradas por ondas com orientação levemente paralela a linha de costa. A sedimentologia de GUA é composta por areias finas a muito finas lamosas carbonáticas com cascalhos siliciclásticos e a de BES por areias grossas e médias com cascalhos biodetríticos. Desta forma, é clara a ação de correntes/ondas de tempestade no fundo marinho de GUA e de BES; porém, a classificação quanto ao comportamento hidrodinâmico e ao transporte de sedimento é necessária para as estimativas sobre a formação, transporte e manutenção das feições encontradas.

Mid- to Late-Holocene estuarine infilling processes studied by radiocarbon dates, high resolution seismic and biofacies at Vitoria Bay, Espirito Santo, Southeastern Brazil

A Baía de Vitória é um estuário com 20 km de comprimento, morfologicamente estreito, com um regime de micromaré e, como outros estuários modernos, formado durante a última transgressão pós-glacial. A morfologia de fundo do estrato estuarino é caracterizada por um canal natural principal limitado por planícies de maré com manguezais desenvolvidos. Datações de radiocarbono originais foram obtidas para a área. Cinco idades de radiocarbono estendendo-se de 1.010 a 7.240 anos AP foram obtidas através de dois testemunhos de sedimento, representando uma sequência estratigráfica de 5 m de espessura. Os resultados indicam que até aproximadamente 4.000 anos cal. AP, as condições ambientais da Baía de Vitória eram ainda de uma baía aberta, com uma conexão livre e aberta com águas marinhas. Durante os últimos 4.000 anos a baía experimentou uma fase de regressão importante, tornando-se mais restrita em termos de circulação da água do mar e provavelmente aumentando a energia de marés. Três superfícies estratigráficas principais foram reconhecidas, limitando fácies transgressiva, transgressiva/nível de mar alto e regressiva. A morfologia do canal atual representa um diastema de maré, mostrando fácies regressivas truncadas e erodidas. Biofácies de foraminíferos, passando de ambiente marinho para ambiente salobro e de manguezais em planície de maré confirmam a interpretação sismoestratigráfica. A ausência de biofácies de mangue em um dos dois testemunhos é tambémuma indicação de ravinamento de maré atual.

Modelo de escoamento multifásico para estudo da interação onda/sedimento

Modelos de escoamento multifásico são amplamente usados em diversas áreas de pesquisa ambiental, como leitos fluidizados, dispersão de gás em líquidos e vários outros processos que englobam mais de uma propriedade físico-química do meio. Dessa forma, um modelo multifásico foi desenvolvido e adaptado para o estudo do transporte de sedimentos de fundo devido à ação de ondas de gravidade. Neste trabalho, foi elaborado o acoplamento multifásico de um modelo euleriano não-linear de ondas do tipo Boussinesq, baseado na formulação numérica encontrada em Wei et al. (1995), com um modelo lagrangiano de partículas, fundamentado pelo princípio Newtoniano do movimento com o esquema de colisões do tipo esferas rígidas. O modelo de ondas foi testado quanto à sua fonte geradora, representada por uma função gaussiana, pá-pistão e pá-batedor, e quanto à sua interação com a profundidade, através da não-linearidade e de propriedades dispersivas. Nos testes realizados da fonte geradora, foi observado que a fonte gaussiana, conforme Wei et al. (1999), apresentou melhor consistência e estabilidade na geração das ondas, quando comparada à teoria linear para um kh   . A não-linearidade do modelo de ondas de 2ª ordem para a dispersão apresentou resultados satisfatórios quando confrontados com o experimento de ondas sobre um obstáculo trapezoidal, onde a deformação da onda sobre a estrutura submersa está em concordância com os dados experimentais encontrados na literatura. A partir daí, o modelo granular também foi testado em dois experimentos. O primeiro simula uma quebra de barragem em um tanque contendo água e o segundo, a quebra de barragem é simulada com um obstáculo rígido adicionado ao centro do tanque. Nesses experimentos, o algoritmo de colisão foi eficaz no tratamento da interação entre partícula-partícula e partícula-parede, permitindo a evidência de processos físicos que são complicados de serem simulados por modelos de malhas regulares. Para o acoplamento do modelo de ondas e de sedimentos, o algoritmo foi testado com base de dados da literatura quanto à morfologia do leito. Os resultados foram confrontados com dados analíticos e de modelos numéricos, e se mostraram satisfatórios com relação aos pontos de erosão, de sedimentação e na alteração da forma da barra arenosa

Determinação de mercúrio total em amostras de água, sedimento e sólidos em suspensão de corpos aquáticos por espectrofotometria de absorção atômica com gerador de vapor a frio

O emprego de mercúrio metálico nos processos de extração do ouro libera toneladas de mercúrio ao meio ambiente, provocando um aumento considerável nas concentrações presentes. Com a finalidade de prevenir a exposição humana a concentrações excessivas, o que poderá resultar em graves episódios de intoxicação mercurial, bem como avaliar a possibilidade de sedimentos tornarem-se fontes potenciais de contaminação para os seres vivos, é de fundamental importância a monitorização do mercúrio em diversos compartimentos ambientais. Efetuou-se a padronização de uma metodologia analítica para determinação de mercúrio total em amostras de água, sólidos em suspensão e sedimentos de corpos aquáticos para monitorização ambiental do xenobiótico. Posteriormente, foram analisadas amostras oriundas de regiões garimpeiras, com vistas a avaliar o desempenho do método em amostras reais e efetuar levantamento preliminar sobre a contaminação mercurial na área de estudo.

O conteúdo orgânico do sedimento influencia na distribuição intraespecífica de caranguejos-chama-maré

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Planeamento espacial marinho das áreas marinhas protegidas: o caso de estudo da ára protegida de gestão de recursos: Caloura - ilhéu de Vila Franca do Campo

Tese de Doutoramento, Ciências do Mar (Ecologia Marinha), 26 de Novembro de 2013, Universidade dos Açores.

Sistemas de indicadores e índices de qualidade da água e sedimento em zonas costeiras

Dissertação de mestrado em Ciências das Zonas Costeiras

Governância colaborativa e gestão de áreas Marinhas protegidas: contributo para um modelo de governância colaborativa para o Parque Marinho Professor Luiz Saldanha

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil Ordenamento do Território e Impactes Ambientais