Interpretação Geoquímica sob Aspecto Granulométrico

Durante os ensaios de digestão e extração foram consideradas duas frações granulométricas para análise: fração < 2 mm, chamada de amostra integral, e a fração < 62,5 µm, fração fina. Os resultados são apresentados nas tabelas do Anexo V, como também nos gráficos já citados. A comparação direta dos dados permite algumas observações, entre elas:

(i) Em geral, observam-se concentrações maiores de metais na fração mais fina do sedimento (< 62,5 µm) indicando, aparentemente, um enriquecimento desta fração; (ii) As maiores variações entre as duas granulometrias foram observadas

principalmente nas amostras S09 e S17, e em alguns casos na amostra S06;

(iii) As menores variações entre as duas granulometrias foram observadas nas amostras à jusante, principalmente, a amostra S18.

A comparação da concentração de metais nos sedimentos aquáticos em duas granulometrias diferentes (< 2 mm e < 62,5 µm) chama a atenção para a interpretação dos dados geoquímicos sob o aspecto granulométrico. Segundo Birch & Taylor (2000), esta interpretação é complicada, principalmente quando se considera que os metais não apresentam uma distribuição uniforme entre as várias frações granulométricas, além do fato de existir uma grande variação granulométrica em uma pequena escala espacial.

Granulometria x Distribuição de Metais

Os sedimentos são constituídos por partículas de diferentes tamanhos e essas partículas também apresentam variações mineralógicas. As frações mais finas são compostas por minerais secundários e em geral, uma fração geoquimicamente ativa. Os metais por sua vez, tendem a se associar freqüentemente com a fração mais fina dos sedimentos aquáticos devido ao aumento exponencial da área superficial que ocorre com a diminuição do tamanho das partículas, além do aumento da carga superficial.

Basicamente é esta idéia que conduz a utilização da fração mais fina – geralmente a fração < 62,5 µm –, nos trabalhos geoquímicos para avaliação da concentração de metais. A separação da fração < 62,5 µm é um procedimento de normalização dos resultados, recomendada em inúmeros trabalhos e geralmente aceito (De Groot 1995). Outros fatores que auxiliam esta decisão são: (1) o aumento da homogeneidade da amostra e também (2) o fato desta fração corresponder ao material que será transportado em suspensão por longas distâncias pelas águas correntes.

No entanto, questiona-se qual é a representatividade deste material na amostra total. Esta é a fração mais significativa do sedimento amostrado? Os metais se concentram unicamente na fração mais fina? De acordo com Singh et al. (1999), um aumento na concentração de metais nas frações mais grossas também pode ser observado e acredita-se que devido ao seu transporte limitado e

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conseqüentemente, maior tempo de residência em um sítio amostral, estas frações possam documentar melhor as contribuições antrópicas. Em um rio de gradiente energético elevado, encontrado por exemplo em regiões de cabeceiras, as frações mais finas podem não ser as mais representativas do sedimento total, e as frações mais grossas podem se tornar as mais importantes quanto ao aporte de metais no rio (Axtmann & Luoma 1991).

As amostras S09, S17 (seca e chuvas) e S06 (seca), apresentam baixas porcentagens da fração silte-argila, variando de apenas 2,14 % da amostra total (S17 - seca) a 10,70 % (S17 - chuvas). A fração silte-argila não é a fração mais representativa dessas amostras, e as análises da amostra integral e da fração mais fina, mostram que os resultados variam de 2 a 6 vezes. As menores variações são encontradas em sedimentos que apresentam uma maior porcentagem da fração silte-argila, como na amostra S18.

A normalização dos resultados a partir da separação da fração < 62,5 µm apresenta algumas vantagens, como garantir a homogeneidade e facilitar a manipulação da amostra, maior eficiência dos ataques químicos, concentração dos metais devido à remoção do material mais inerte presente nas frações mais grossas (principalmente quartzo e feldspatos) e trabalha-se com a fração do material que está sujeita ao transporte em suspensão por longas distâncias. Por outro lado, os trabalhos não consideram a porcentagem desta fração na amostra total. Em um conjunto de dados onde esta fração varia de 2,14 a 86,18 %, não é possível considerar esta fração da mesma forma para todas as amostras. Além disso, o peneiramento pode alterar substancialmente as características físico-químicas gerais dos sedimentos (USEPA 2001). Caso o peneiramento seja necessário, a USEPA (2000) recomenda a análise da amostra antes e após a manipulação para o peneiramento, para que se possa documentar as mudanças associadas a esta etapa.

A utilização da fração < 2 mm permite a avaliação da amostra integral, praticamente in natura. As partículas maiores que 2 mm, são retiradas basicamente para separar fragmentos de rochas e plantas, que eventualmente são coletados juntamente com as amostras. Segundo a USEPA (2001), estes fragmentos também podem ser retirados com auxílio de uma pinça para evitar o peneiramento. Deve-se ter em mente, que no ambiente não há uma separação das frações granulométricas para que os processos geoquímicos possam ocorrer, então acredita-se que a utilização da amostra integral seja mais adequada para as análises ambientais.

A utilização desta amostra traz consigo algumas dificuldades analíticas como a diluição da concentração dos analitos, além das dificuldades operacionais, como por exemplo a pesagem da amostra integral sem pulverização, principalmente com amostras bastante heterogêneas. O efeito da diluição pode ser superado com a utilização de técnicas instrumentais sensíveis e precisas. As dificuldades operacionais podem ser resolvidas com a análise em replicatas, homogeneização da amostra e padronização rigorosa do procedimento.

Granulometria x Escala Espacial

A distribuição granulométrica é governada pelo gradiente energético e pelo fornecimento de sedimento existente na bacia de drenagem, e acima de tudo, deve-se considerar que esta distribuição é altamente variável em uma pequena escala (Suh & Birch 2005). Se os metais não apresentam uma distribuição homogênea entre as várias frações granulométricas, pode-se concluir que as concentrações de metais obtidas podem ser influenciadas muito mais pela granulometria do que pela proximidade da fonte (Birch & Taylor 2000). Por isso, a escolha cautelosa do ponto de coleta e a padronização da amostragem são importantes para garantir a qualidade dos resultados.

No caso dos sedimentos da sub-bacia do rio Ponte, buscou-se coletar sedimentos depositados ao longo do rio, constituídos por frações mais finas susceptíveis ao transporte. No entanto, nem todos os sítios de coleta permitem a amostragem ou apresentam este tipo de amostra disponível, como foi o caso dos sítios amostrais S06, S09 e S17, discutidos no início deste capítulo (item 4.2 – Granulometria dos Sedimentos). A amostra S06, considerando a amostragem das duas estações e especificamente o mesmo sítio amostral, representa claramente um exemplo da variação granulométrica em uma pequena escala espacial.

Seleção da Granulometria

A seleção da granulometria é uma tarefa difícil e como pode-se perceber várias considerações podem ser feitas, como por exemplo, variação espacial, distribuição não-uniforme dos metais, características texturais dos sedimentos da área de estudo, objetivo do estudo, vantagens e desvantagens de cada escolha.

Basicamente, três fatores induzem a escolha da fração mais fina: associação preferencial dos metais, homogeneidade da amostra e fração mais susceptível ao transporte. No entanto, acredita-se que uma avaliação ambiental deve considerar o ambiente como um todo e não suas partes individualmente. O fato de ser a fração mais susceptível ao transporte, apresenta uma relação maior com as avaliações ambientais, que freqüentemente buscam conhecer as rotas de transporte dos contaminantes, suas fontes e destino. Por outro lado, garantir a homogeneidade da amostra é muito importante sob o ponto de vista do processo analítico, entretanto, como são amostras naturalmente heterogêneas, é o conjunto de suas variáveis que definirá o comportamento dos metais no meio.

A definição do objetivo do estudo e a avaliação das características da área de estudo são muito importantes na escolha do tipo de material a ser coletado. Para isto, deve-se reconhecer os processos de transporte existentes na área de estudo. A caracterização geoquímica e a identificação das fontes de metais estão, particularmente, relacionadas à mineralogia dos sedimentos, que é variável entre as várias frações granulométricas.

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