Determinação de elementos químicos de solos e sedimentos em suspensão para monitoração da qualidade ambiental de manguezal de Pernambuco

Autor: LYRA, Denilson Tenorio de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPEUniversidade Federal de PernambucoUFPE.
Druh dokumentu: masterThesis
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FACEPE
A industrialização e a expansão urbana aumentam os problemas de contaminação ambiental devido à liberação descontrolada de efluentes industriais e domésticos. Como os solos de mangues são provenientes de sedimentos fluviais e marinhos sob a influência constante das marés, esse compartimento ecológico merece esforços quanto à determinação de sua composição química. Por outro lado, ainda não está claro o papel dos sedimentos em suspensão dada sua capacidade de transporte de uma grande gama de substâncias químicas para a formação desses solos. Por essa razão, o objetivo deste trabalho foi determinar Al, Br, Ca, Cd, Cu, Fe, K, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Si, Sr, Th, Ti, U e Zn pela combinação das técnicas de Fluorescência de Raios-X por Dispersão de Energia – EDXRF, de Espectrometria de Absorção Atômica com Chama – FAAS e de Espectrometria de Massas com Plasma Acoplado Indutivamente – ICP-MS nos solos do manguezal urbano do Rio Beberibe, Pernambuco, Brasil. Os elementos químicos Al, Br, Ca, Fe, K, Mn, Ni, Pb, Si, Sr e Zn também foram quantificados por EDXRF nos sedimentos em suspensão do Rio Beberibe, em local próximo à sua foz. Foram coletadas 30 amostras de solo na profundidade de 0-20 cm no manguezal. Já para os sedimentos em suspensão, oito amostras compostas de aproximadamente 20 litros de água no Rio Beberibe foram coletadas ao longo de 105 minutos (15 minutos cada) em um evento de chuva. A preparação das amostras de solos envolveu a secagem, moagem e homogeneização. Após seis meses de sedimentação espontânea, o particulado em suspensão foi extraído a partir de sucção do sobrenadante e centrifugação, seguida por secagem a frio e homogeneização para a obtenção das amostras. Porções analíticas (0,5 g) das amostras de solos, de sedimentos em suspensão e de materiais de referência certificados foram transferidas para tubos de polietileno vedados com polipropileno especificamente desenvolvido para a análise por EDXRF. Porções-teste (0,1 g) das amostras de solos, materiais de referência e brancos analíticos foram submetidas a tratamento químico para possibilitar a análise por FAAS e ICP-MS. De acordo com os valores do número En obtidos a partir da análise dos materiais de referência SRM 2709 San Joaquin Soil, SRM 2711 Montana Soil e IAEA Soil 7, as técnicas foram adequadas para a quantificação dos elementos químicos nas amostras de solos e de sedimentos em suspensão. Os resultados da composição mostraram variabilidade considerável nas frações de massa de elementos terrígenos Al, Fe, Si e Ti nos solos do manguezal urbano. As concentrações máximas de elementos químicos relevantes do ponto de vista de impacto ambiental atingiram 0,49 mg kg⁻¹ para Cd, 48 mg kg-⁻¹ para Cu, 185 mg kg⁻¹ para Mn, 14,5 mg kg⁻¹ para Mo, 31 mg kg⁻¹ para Ni, 71 mg kg⁻¹ para Pb, 1,6 mg kg⁻¹ para Sb e 192 mg kg⁻¹ para Zn. De acordo com a legislação vigente para o Estado de Pernambuco, as concentrações de Cu, Ni, Pb e Zn estão acima dos valores normativos para solos. Contudo, ao se considerar as recomendações internacionais para a garantia da qualidade ambiental de ecossistemas aquáticos, apenas Zn ultrapassou a faixa de concentração em que efeitos adversos para a biota ocasionalmente ocorrem. Para os sedimentos em suspensão, diferentes fontes de elementos químicos foram cogitadas para a área estudada baseados nos resultados da Análise por Componentes Principais. Ainda, os elementos químicos Al, Ti e Zn determinados nos sedimentos em suspensão do Rio Beberibe apresentaram frações de massa superiores às médias mundiais, alcançando 129.000 mg kg⁻¹, 6.600 mg kg⁻¹ e 248 mg kg⁻¹, respectivamente. Os resultados enfatizam a necessidade de contínua monitoração dos ecossistemas aquáticos, principalmente em ambiente urbano.
Environmental contamination problems have increased with the industrialization and urban expansion due to uncontrolled release of industrial and domestic wastewater. As mangrove soils are formed by fluvial and marine sediments under constant tidal influence, this ecological compartment is of utmost relevance for the determination its chemical element composition. Otherwise, it is still not clear the contribution of suspended sediments due to its capability of transportation of a wide range of chemical substances for the development of these soils. For this reason, the objective of this work was to determine Al, Br, Ca, Cd, Cu, Fe, K, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Si, Sr, Th, Ti, U and Zn by the combination of the analytical techniques Energy Dispersion X-Ray Fluorescence – EDXRF, Flame Atomic Absorption Spectrometry – FAAS and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry – ICP-MS in the urban mangrove soils from Beberibe River, Pernambuco, Brasil. The chemical elements Al, Br, Ca, Fe, K, Mn, Ni, Pb, Si, Sr and Zn were also quantified by EDXRF in the Beberibe’s suspended sediments from a local near the estuary. For soil, 30 samples were collected at the 0-20 cm depth in the mangrove. Considering the suspended sediments, eight composite water samples of 20 L were sampled along 105 minutes (15 minute each) in the Beberibe River during a rain event. Soil sample preparation involved drying, milling and homogenizing. After six months of spontaneously sedimentation, the suspended matter was extracted by means of suction and centrifugation, followed by freeze-drying and homogenizing to obtain suspended sediment samples. Analytical portions (0.5 g) of soil and suspended sediment samples and certified reference materials were transferred for polyethylene vials sealed with polypropylene film specifically developed for EDXRF analysis. Test portions (0.1 g) of soil samples, reference materials and analytical blanks were chemically treated for FAAS and ICP-MS analyses. According to the Number En values obtained through the analysis of the reference material SRM 2709 San Joaquin Soil, SRM 2711 Montana Soil and IAEA Soil 7, the analytical techniques were adequate for quantifying chemical elements in the soil and suspended sediment samples. The results showed a considerable variability for the terrigenous chemical elements Al, Fe, Si and Ti in the urban mangrove soils. The maximum concentrations of chemical elements of relevance for environmental impacts achieved 0.49 mg kg⁻¹ for Cd, 48 mg kg⁻¹ for Cu, 185 mg kg⁻¹ for Mn, 14.5 mg kg⁻¹ for Mo, 31 mg kg⁻¹ for Ni, 71 mg kg⁻¹ for Pb, 1.6 mg kg⁻¹ for Sb and 192 mg kg⁻¹ for Zn. In accordance with the Pernambuco State’s legislation, the concentrations of Cu, Ni, Pb and Zn were above the normative values for soils. Although, considering the international recommendations for environmental quality assurance for aquatic ecosystems, only Zn surpassed the concentration range in which the possible adverse effects on the biota occasionally occur. For suspended sediments, different sources of chemical elements were realized for the studied area based on the Principal Component Analysis results. Besides, the chemical elements Al, Ti and Zn determined in the Beberibe River suspended sediments showed mass fractions higher than the world mean values, achieving 129.000 mg kg⁻¹, 6.600 mg kg⁻¹ and 248 mg kg⁻¹, respectively. The results emphasized the needs of continuous monitoring of aquatic ecosystems mainly in urban environment.
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