Análise da biodisponibilidade de metais a partir de ensaio de ressuspensão de sedimentos da Baía de Sepetiba, Rio de Janeiro

Autor: Monte, Christiane do Nascimento, Santos, Elisamara Sabadini
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFFUniversidade Federal FluminenseUFF.
Druh dokumentu: masterThesis
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Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ
A ressuspensão de sedimentos por processos naturais ou atividades antrópicas (como as dragagens) pode afetar a biodisponibilidade de metais-traço. Esta hipótese foi testada numa área da Baía de Sepetiba (RJ) afetada por elevada contaminação por Cd e Zn, que recebe aporte fluvial de efluentes industriais e urbanos. Desta forma, o objetivo geral do presente estudo foi avaliar os efeitos da ressuspensão de sedimentos da região afetada pelo Saco do Engenho (Baía de Sepetiba) sobre a biodisponibilidade de metais-traço potencialmente tóxicos (Cd, Cu, Ni, Pb e Zn), por meio de ensaio laboratoriais, como estratégia de abordagem visando subsidiar a avaliação de risco ambiental associado à dragagem. Amostras de 12 pontos de amostragem foram coletadas próximas ao Canal do Saco do Engenho e do Porto de Itaguaí e submetidas a dois intervalos de tempo de ressuspensão (1 hora e 24 horas). Com a exceção do Ni, os metais-traço superaram os valores de background locais. Em particular, concentrações muito elevadas de Cd e Zn foram observadas, acima dos valores de background locais 5-71 vezes e 2-56 vezes, respectivamente, e até 16 e 27 vezes acima dos valores orientadores de qualidade de sedimentos de Nível 1 adotados pela Resolução CONAMA 454/2012, respectivamente. Houve predominância da fração fracamente ligada (extraída em HCl 1 mol/L), exceto para o Ni, ocorrendo tendência de redução da biodisponibilidade potencial com a distância do Canal do Saco do Engenho em relação a Cd, Cu, Pb e Zn. As mudanças nas concentrações fracamente ligadas de Cd e Zn após a ressuspensão foram acima dos valores orientadores de Nível 1 em apenas duas amostras. Foi evidenciado que compostos de Fe e Mn são importantes fatores de influencia sobre a fração fracamente ligada aos sedimentos, enquanto o carbono orgânico total (COT) mostrou correlação com Cd, Zn e Cu na fração fortemente ligada aos sedimentos (extraída em HNO3 concentrado), demonstrando a importância da matéria orgânica para a preservação destes metais nesta fração menos susceptível a incorporação biológica. Embora tenham sido encontradas concentrações de sulfetos voláteis em meio ácido (AVS) suficientes para reter os metais simultaneamente extraídos (SEM) na fase sólida na maior parte das amostras, as concentrações de AVS não apresentaram nenhuma correlação com os metais. Os resultados evidenciam que a ressuspensão afeta a biodisponibilidade de diferentes metais, principalmente no primeiro intervalo de tempo (1 hora), refletindo mudanças abruptas em função da exposição a condições oxidantes
The re-suspension of sediments due to natural processes or anthropogenic activities (such as dredging) can influence the trace metal bioavailability. This hypothesis was tested in an area of Sepetiba Bay (RJ) affected by elevated contamination by Cd and Zn, which receive industrial and urban effluents by fluvial input. Therefore, the main objective of this study was to evaluate the effects of re-suspension of sediments from the region affected by Saco do Engenho (Baía de Sepetiba) on the bioavailability of potentially-toxic trace metals (Cd, Cu, Ni, Pb and Zn), by performing laboratory assays, as a strategy to subside the environmental risks associated to dredging. Samples from 12 sampling points were collected near the Saco do Engenho creek and the Itaguaí Harbor, being submitted to two re-suspension time intervals (1 hour and 24 hours). With the exception of Ni, trace metals exceeded local background values. In particular, very high concentrations were found for Cd (5‒71 times local background) and Zn (2‒56 times local background), corresponding to values above sediment quality guideline of Level 1 adopted by the CONAMA resolution 454/2012 (up to 16-times higher for Cd and 27-times higher for Zn). There was predominance of weakly-bound fraction (extracted in 1 mol/L HCl), except for Ni, occurring a tendency of decrease in the potential bioavailability with the distance from the Saco do Engenho creek in relation to Cd, Cu, Pb and Zn. Changes in the weakly-bound concentrations of Cd and Zn after re-suspension were above the Level 1 for two samples only. It was evidenced that Fe and Mn compounds are important factors affecting the weakly-bound fraction, while total organic carbon (TOC) showed correlations with Cd, Zn and Cu strongly-bound fraction (extracted in concentrated HNO3), demonstrating the importance of organic matter for the preservation of these metals in such fraction less susceptible to biological incorporation. Although there were acid-volatile sulfide (AVS) concentrations sufficient to retain simultaneously-extracted metals (SEM) in the solid phase in most samples, the AVS concentrations were not correlated with metals. Results evidence that re-suspension affects the bioavailability of different metals, principally in the first time interval (1 hour), reflecting abrupt changes due to exposure to oxidizing conditions
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