Identificação de fontes de produção de sedimentos em uma pequena bacia rural

Este trabalho refere-se a um estudo de identificação de fontes de sedimentos realizado em uma pequena bacia hidrográfica rural localizada em uma região montanhosa no sul do Brasil. Essa bacia representa um ecossistema típico de exploração agrícola, realizado por pequenos agricultores que cultivam fumo em áreas marginais, com conseqüências severas aos recursos naturais. A identificação das fontes de sedimentos, a partir dos sedimentos que são transportados em suspensão nos rios, possibilita avaliar quais são as áreas que estão realmente contribuindo para produção de sedimentos e, com isso, fazer inferências sobre o potencial poluidor desses sedimentos e, também, orientar as ações a serem realizadas para o controle da emissão desse sedimentos. A metodologia utilizada foi a aproximação fingerprinting. O trabalho explorou as principais limitações da metodologia, bem como as suas potencialidades na identificação das fontes de sedimentos. O método baseou-se em variáveis geoquímicas para discriminar as fontes de sedimentos e classificar os sedimentos em suspensão, utilizando técnicas de análise estatística multivariada. Dentre todas fontes possíveis de sedimentos na bacia, as possíveis de discriminação foram os potreiros, as lavouras e as estradas não pavimentadas. A classificação dos sedimentos em suspensão possibilitou a identificação da contribuição relativa das fontes, considerando lavouras e estradas como preponderantes. Os resultados mostraram que a contribuição dessas duas fontes foram variáveis no tempo e que a proporção relativa da contribuição de cada fonte variou de acordo com o manejo e a cobertura do solo que ocorreu nas lavouras e das obras de manutenção realizadas nas estradas. Entretanto, a contribuição média das fontes mostrou que as lavouras e as estradas contribuíram com 64% e 36%, respectivamente, dos sedimentos amostrados no exutório da bacia.

Distribuição e assinatura isotópica de Pb em sedimentos de fundo da Foz do Rio Guamá e da Baía do Guajará (Belém - Pará)

Lead analyses in bottom sediments from the hydrographic system of Belem (Para) indicated low contents of this metal for the sediments from the Guama river, with no significant anthropogenic contribution. A concentration of 18.1 ± 1.5 mg kg-1 and 206Pb/207Pb isotopic signature of 1.196 ± 0.002 are assigned for Pb from natural sources. On the other hand, the significant increase of Pb contents in the sediments from the Guajará bay, together with the decrease of 206Pb/207Pb ratios (1.172 < 206Pb/207Pb < 1.188) point to an anthropogenic lead contribution, originated by the industrial and urban activities of the city of Belem.

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.

Distribución espacial de metales pesados y As en sedimentos superficiales de fondo del estuario del Río de la Plata

Los sedimentos estuarinos actúan como sumidero dediversos tipos de contaminantes, por lo que son utilizados como indicadores del impacto antropogénico. Entre estos aportes, los metales se destacan debido a que pueden generar efectos tóxicos y/o letales para la biota. Además son bioacumulables y se biomagnifican a través de la trama trófica acuática. El estuario del Río de la Plata (RdlP) constituye un área de desove y cría de peces y otros organismos de interés comercial, por lo que resulta relevante conocer la contaminación metálica. El RdlP tiene una superficie de 38.800 km2 y un caudal promedio de 24.045 m3s-1, siendo sus principales afluente los Ríos Paraná y Uruguay. El presente estudio analizó muestras de sedimento superficial de fondo, colectado en 26 sitios (año 2010). Se cuantificó el contenido de Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Sc y Zn, a través del método USEPA 3050b y la técnica analítica ICP-OES. La exactitud y la precisión del método fueron evaluadas por material de referencia certificado. La granulometría del sedimento estudiado indicó la predominancia de sedimentos finos (limos y arcillas), en sitios con mayores contenidos metálicos. Las concentraciones obtenidas se compararon con los valores guía del Criteria for the Assessment of Sediment Quality in Quebec and Application Frameworks (de Canadá), utilizados como criterio de evaluación para legislación ambiental: TEL (threshold effect level) y PEL (probable effect level); además se utilizaron los niveles REL (rare effect level), OEL (occasional effect level) y FEL (frequent effect level). La concentración de As y Cu fue mayor al nivel TEL en varios sitios analizados (7,2 y 19 mg/kg respectivamente). Para ningún elemento la concentración fue mayor que el PEL. Este criterio de evaluación constituye una herramienta válida para el monitoreo de la contaminación de los sedimentos del estuario, indicando posibles efectos negativos sobre la biota del RdlP

O Mercosul sedimentar: sedimentos como produtos de exportação/importação

Devido à falta de bacias de drenagem significativas, a plataforma continental sul-sudeste brasileira foi considerada uma plataforma relíquia, na qual os sedimentos depositados representavam única e exclusivamente o fruto do retrabalhamento de sedimentos depositados em tratos de mar baixo. Nos últimos dez anos, a identificação de depósitos de mudbelts na plataforma continental interna e média, associada com o emprego de novos marcadores geoquímicos, permitiu a quebra desse paradigma, bem como o reconhecimento da importância da Bacia do Rio da Prata como elemento exportador de sedimentos para a margem continental do Atlântico Sudoeste. A utilização de isótopos radioativos, naturais e artificiais permitiu identificar o potencial de exportação de sedimentos de origem basáltica até a latitude de 25o S, permitindo separar, geoquimicamente, duas províncias sedimentares de plataforma, utilizando-se a Ilha de São Sebastião como feição morfológica a marcar essa diferenciação. A continuidade dos estudos, em colunas sedimentares holocênicas permitiu identificar o incremento do aporte do Rio da Prata, sobre a plataforma continental, na transição do Holoceno Médio para o Holoceno Tardio. Finalmente, novos estudos estão sendo propostos para avaliar a exportação desses sedimentos, em direção à bacia oceânica, através dos sistemas de cânions existentes no limite da província sedimentar da plataforma sul

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

Registro sedimentar do aporte de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos(HPAS) em sedimentos recentes do complexo estuarino de Paranaguá, PR, Brasil

Os hidrocarbonetos do petróleo, em particular os policíciclos aromáticos (HPAs), são marcadores de atividades antrópicas associados ao petróleo, a efluentes urbanos, a deposição atmosférica, além de serem produzidos na queima de combustíveis fósseis, carvão e biomassa vegetal. São classificados em petrogênicos, quando associados ao petróleo e seus derivados, ou pirolíticos, quando ligados a processos de combustão. O objetivo desse trabalho foi estudar a evolução das atividades antrópicas no Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP), PR, Brasil, através da análise de HPAs em colunas sedimentares.

Levantamento dos níveis de metais e compostos orgânicos em sedimentos superficiais da plataforma continental adjacente à Baía de Santos (Brasil)

O estuário Santista (SP) é uma das áreas mais impactadas do litoral paulista. A industrialização e a urbanização ocorridas no litoral central do estado de São Paulo, ao longo dos últimos 70 anos, acarretou significativas mudanças na dinâmica sedimentar do estuário e da baía de Santos, sem que se conheça o real impacto destas modificações na sequência sedimentar depositada na plataforma continental interna adjacente.

Caracterização físico-química e avaliação dos níveis de elementos-traço em sedimentos de manguezais das baías da Ilha Grande e de Sepetiba, RJ, por metodologias de digestão ácida assistidas por micro-ondas

O presente trabalho teve como objetivo principal comparar dois métodos de extração de elementos-traço em sedimentos que são assistidos por radiação micro-ondas. Foram coletadas amostras de sedimentos superficiais em um manguezal localizado na baía da Ilha Grande e em três manguezais localizados na baía de Sepetiba, RJ. As amostras de sedimentos coletadas foram secas, destorroadas e peneiradas. Sub-amostras foram submetidas a análises de caracterização física e química. Os métodos de extração de elementos-traço comparados foram o EPA-3051A e o método água régia assistido por micro-ondas. Os elementos-traço analisados foram: Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn. As concentrações dos elementos-traço nos extratos produzidos foram determinadas por FAAS (Espectrometria de absorção atômica com chama). Foram encontradas nos sedimentos dos manguezais estudados concentrações acima dos níveis estabelecidos pela Resolução CONAMA 344/2004 para os elementos-traço: Cd, Ni, Pb e Zn. Os resultados mostraram que as capacidades de extração de elementos-traço dos métodos EPA-3051A e água régia assistido por micro-ondas variam em função das características físico-químicas dos sedimentos. A análise estatística pela técnica de regressão linear simples mostrou que as duas metodologias são estatisticamente similares apenas para o Cr e os valores dos coeficientes de determinação (R2) obtidos obedeceram à seqüência: Cu > Pb > Zn > Ni > Cr > Cd. Na análise pela técnica estatística de regressão linear múltipla ocorreram melhorias estatisticamente significativas nos coeficientes de determinação quando foram incluídas as seguintes variáveis independentes: potencial redox e fósforo total para o Cd, argila para o Cr, areia para o Ni e fósforo total para o Pb e para o Zn

Quantificação de metais (Al, Fe, Mn, Pb, Zn e Cu) nos sedimentos do sistema estuarino das Ilhas de Tinharé-Boipeba (Bahia - Brasil)

O sistema estuarino das Ilhas de Tinharé-Boipeba está inserido na região do Baixo Sul baiano (Bahia Brasil), costa nordeste brasileira, e conectam-se com o oceano através de três saídas principais, Morro de São Paulo, Boipeba e Barra dos Carvalhos. Informações relacionadas à presença de metais no sedimento são quase inexistentes para a região. Nestes estuários foram coletadas 40 amostras de sedimento, onde analisou-se a concentração de metais (Al, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn) através da extração com água-régia, segundo o protocolo do material de referência BCR-701 (RAURET et al., 2001). Baixas concentrações de metais foram registradas nas proximidades das saídas para o mar e no Canal de Garapuá e Rio Grande. Altas concentrações, porém praticamente dentro dos valores de referência na CONAMA 344/04, foram registradas no Rio Una, na maior parte do Rio Cairu, Rio das Almas, em quase todas as estações, no braço leste do Rio Cairu e na porção intermediária do Rio dos Patos. As concentrações dos metais (mg.kg1) apresentaram valores entre os seguintes intervalos, Al (3,57 x 104 a 3,19 x 102), Cu (1,02 x 102 a 0,35), Fe (4,33 x 104 a 2,05 x 102), Mn (1,44 x 103 a 2,73), Pb (6,67 x 101 a 2,66) e Zn (5,08 x 102 a 3,18). Através da análise estatística ACP (Análise dos Componentes Principais) e dos gráficos de correlação entre a granulometria do sedimento (areia, silte e argila) e os metais, observou-se maiores concentrações de metais com o aumento do percentual de silte e diminuição do percentual de areia. Também se identificou uma forte correlação entre a ocorrência do fósforo e a presença de metais. Acredita-se que a principal espécie química em questão seja o fosfato (PO43 ou P2O5) que é uma base dura, onde a ligação com os metais se dá pelo oxigênio, sendo o caráter iônico relevante. Não foi identificada uma correlação entre a presença de metais e a argila, fato atribuído ao baixo teor dessa granulometria para todas as amostras do estudo e a composição da argila desses estuários

Caracterização espaço-temporal de plumas de sedimentos por sensoriamento remoto: um estudo de caso na foz do rio Paraíba do Sul.

Sedimentos em suspensão representam um dos principais fatores que afetam a qualidade dos sistemas aquáticos no mundo; influenciam os processos geomórficos de construção da paisagem e podem indicar problemas de erosão e perda de solo na bacia hidrográfica contribuinte. O seu monitoramento espacial e temporal é fundamental nas atividades de gestão ambiental de áreas costeiras. Nesse sentido, a hipótese básica desta pesquisa é que o padrão espacial e temporal de plumas de sedimentos costeiras associado ao regime hidrológico do rio pode ser caracterizado a partir de imagens orbitais de média resolução espacial. Para comprová-la, elegeu-se a foz do rio Paraíba do Sul como área de estudo para definição e teste metodológico, e formulou-se como principal objetivo mapear qualitativamente a pluma costeira deste rio a partir de imagens Landsat 5 e CBERS-2, ao longo do período compreendido entre 1985 e 2007. As datas avaliadas foram criteriosamente definidas através de três estratégias de análise, totalizando cinqüenta imagens. Pesquisa bibliográfica e avaliação da resposta espectral da feição de interesse nas imagens selecionadas consistiram nas etapas principais da definição da metodologia. As plumas foram então identificadas, mapeadas e extraídas; posteriormente, suas características espaciais e temporais foram analisadas por intermédio de sistemas de informação geográfica e avaliadas em conjunto com dados históricos de vazão. Os resultados indicam que a banda do vermelho forneceu uma melhor discriminação interna da pluma, sendo, portanto, utilizada como base para as análises realizadas neste trabalho. Com exceção do procedimento de correção atmosférica, a metodologia proposta consiste na utilização de técnicas simples de processamento digital de imagens, baseadas na integração de técnicas semi-automáticas e de análise visual. A avaliação do padrão dos sedimentos e dos mapas temáticos qualitativos de concentração de sedimentos em suspensão indica a forte diferenciação existente entre cenários representativos de épocas de cheia e seca do rio. Análises espaciais do comportamento da pluma contribuem ainda para um maior conhecimento do espaço geográfico, fornecendo subsídios aos mais variados setores do planejamento e gestão ambiental.

Observação do transporte de sedimentos em suspensão ao longo do Canal Norte do rio Amazonas durante condições de baixa descarga (outubro 2008)

The Amazon river, located in northernBrazil, discharges between 80,000 and 250,000 m3s-1 of water onto the adjacent shelf, creating a plume of brackish water that extends hundreds of kilometers away from the river mouth. This river also carries a large amount of fine sediments to the ocean where fluid mud has been found in the topset and upper foreset layers of the subaqueous delta formed on the mid-shelf. One of the main goals of this dissertation is to describe how turbulence and suspended sediment concentration vary along the Northern Channel of the Amazon river. Water column measurements were carried out in October 2008 at six anchor stations (P1, P3, P5, P6, P8 e P9) located seaward of the river mouth; P1 and P9 were 125 km apart. Each station was occupied during 13 hours during which current speed and direction were continuously sampled with a 600 kHz Teledyne-RDI ADCP; hourly profiles of temperature, salinity, turbidity and depth were also obtained. Water samples were collected for determination of Suspended Particulate Matter (SPM) concentration and calibration of the turbidity sensor. Current speed reached values above 1.5 m s1 in the along-channel direction (NE-SW); a remarkable ebb-flood asymmetry was observed and flows were strongly ebb-dominated. Throughout the water column, SPM concentration at stations P1 and P3 varied between 100 and 300 mg L1 in association with the presence of freshwater. In contrast, a strong salinity gradient was observed between stations P6 and P9, coinciding with the occurrence of concentrations of SPM above 10 g L-1 (fluid mud). At stations P3, P5 and P6, interface between freshwater from the Amazon river and salt water from the continental shelf, shear stresses wereestimated through four diferents methods: Reynolds, Turbulent Kinetic Energy (TKE), modified TKE and Quadratic Law; in the nearbed region (3 mab) the computed values varied between 0 and 3 Pa. At the three stations (P3, P5 and P6) the lowest and the highest shear stress values were obtained through, respectively, the Reynolds and the TKE methods. Over the whole water column turbulence intensity was estimated through the standard deviation of the turbulent component of the along-channel current velocity (root-mean square of u); from these values, it was estimated the turbulent dissipation of energy (G), whose values at 3 mab varied between zero and 20 s1.

Lipídios como indicadores de processos biogeoquímicos em sedimentos da margem continental do Estado do Rio de Janeiro

Este estudo constitui parte do Projeto Habitats Heterogeneidade Ambiental da Bacia de Campos coordenado pelo CENPES/Petrobras, um projeto multidisciplinar de caracterização ambiental que considera as diferentes feições e habitats da margem continental do sudeste brasileiro. O objetivo desta tese foi investigar os processos relacionados com a origem, o transporte e o acúmulo de matéria orgânica (MO) em sedimentos da margem continental da Bacia de Campos (RJ). Para isso, foram determinados a composição elementar da matéria orgânica (carbono e nitrogênio) por combustão a seco e os lipídios (esteróis, álcoois e ácidos graxos) por CG-MS e CG-DIC. Foram analisadas 215 amostras de sedimento superficial (0-2 cm de profundidade), coletadas em duas amostragens (períodos seco e chuvoso de 2008/2009), distribuídas sobre 12 isóbatas (de 25 a 3000 m) ao longo de 9 transectos de norte a sul da bacia. Além disto, foram ainda consideradas as isóbatas de 400 a 1900 m em dois cânions submarinos no norte da bacia (Almirante Câmara e Grussaí). Com base nos resultados obtidos, a MO sedimentar na plataforma e talude da bacia revelou-se essencialmente autóctone, derivada de produtores primários e secundários. Com isto, a MO contém uma fração reativa significativa e, portanto, é potencialmente biodisponível para os organismos bentônicos. No entanto, foram observados gradientes espaciais significativos na qualidade e na quantidade da MO sedimentar. Na plataforma continental (25 m a 150 m de profundidade) as concentrações de lipídios foram intermediárias e houve predomínio de MO sedimentar lábil. Exceções foram as áreas influenciadas por ressurgência costeira e/ou intrusão sub-superficial (próximo à Cabo Frio, Cabo de São Tomé e no limite norte da bacia), onde as concentrações foram altas. No talude superior e médio (400 a 1300 m) as concentrações de MO foram notadamente mais elevadas, mas com maior influência de processos bacterianos de alteração de sua composição original. E no talude inferior (1900 a 3000 m) as concentrações de MO estiveram muito baixas e apenas os lipídios mais resistentes à degradação bacteriana foram encontrados em concentrações mensuráveis. Isto sugeriu a exportação de materiais da plataforma ao longo do gradiente batimétrico, possivelmente decorrente da ação de meandros e vórtices da Corrente do Brasil e das correntes de fundo atuantes na região. Além disto, por ser lábil e biodisponível, a MO no sedimento apresenta uma fração biodisponível que pode ter uma influência na ecologia das comunidades bentônicas, particularmente aquelas localizadas no talude superior. Os cânions Grussaí e Almirante Câmara se revelaram regiões de acúmulo de MO e importantes no transporte da MO com valor nutritivo para comunidades bentônicas do talude médio e inferior.