Tratamento e interpretação dos resultados

Para a compreensão da geoquímica do SEPAPM, mais especificamente do potencial de retenção e exportação dos elementos metálicos que variam no espaço e no tempo aplicou-se: o cálculo do transporte total do material particulado em suspensão; e o cálculo do transporte de elementos maiores e traço particulado associado ao MPS.

Estatisticamente, verificou-se a normalidade dos dados através do teste de Kolmogorov-Smirnov (sazonalmente) Shapirow-Will (entre estações), e as correlações bivariadas (Pearson) entre as variáveis. Os resultados foram testados

36 em relação aos efeitos de três fatores: i) três regiões de estudo (Confluência, PA-F e PM-F), ii) quatro meses de estudo (março, junho, setembro e dezembro de 2013) e iii) estágio de maré (enchente e vazante) através de análise de variância de dois fatores (ANOVA). Os níveis de confiança dos testes foram fixados em 95,0%, sendo realizados no pacote computacional SPSS e Origin. Por fim, os índices geoquímicos foram aplicados para avaliar a influência antrópica e natural ao sistema.

3.2.5.1 Correntes de Maré

O vetor das velocidades, em módulo, medidas em campo foi decomposto como apresentado por Miranda et al, (2002), a fim de se obter as componentes longitudinal (𝑢) e transversal (𝑣) do vetor velocidade, considerando a redução do norte magnético (NM) para o norte verdadeiro (N) e a orientação do canal nas estações de amostragem. As componentes u e v são obtidas a partir das seguintes equações:

𝑢 = 𝑉 cos 𝜃 𝑣 = 𝑉𝑠𝑒𝑛𝜃 V= módulo do vetor velocidade

θ= ângulo trigonométrico formado entre o vetor e o eixo das abscissas (Ox) medido no sentido anti-horário.

O ângulo θ é calculado de acordo com:

θ= 90° − dd ± D ± γ

Convencionou-se que os valores positivos da componente longitudinalmente (u) estão associados à corrente de vazante e os negativos a corrente de enchente.

Posteriormente, foram calculadas médias espaciais e temporais de cada seção apenas da componente 𝑢(𝑢 ≫ 𝑣) e as profundidades dimensionais (z) foram transformadas em profundidades adimensionais (Z) [Z=z/h(t)] para minimizar os erros das interpolações em virtude dos efeitos da ação da maré e das variações morfológicas nos locais de amostragens. A profundidade adimensional zero (0) e menos um (-1), correspondem à superfície e ao fundo, respectivamente.

37 O transporte de volume (𝑇𝑣) baseou-se nas equações de fluxo e transporte de propriedades para um perfil vertical (h) conhecido na seção descrito por Miranda et al, (2002), de acordo com a equação:

𝑇𝑣 = 1 𝑇 𝑢

𝑇

0

𝑡 ℎ 𝑡 𝑑𝑡 = < 𝑢 ℎ >

Substituindo na equação acima o h(t) pelo A(t), o cálculo do transporte de volume (𝑇𝑣) para uma seção transversal de um rio usada neste trabalho, tem-se:

𝑇𝑣 = 1 𝑇 𝑢

𝑇

0

𝑡 𝐴 𝑡 𝑑𝑡 𝑢 (𝑡)= velocidade longitudinal média;

A (t)= área total da seção (m2);

dt= tempo ao longo do ciclo de maré.

O transporte de volume resultante é a somatória de todas as seções de medições durante um ciclo de maré, dada em metros cúbicos por ciclo de maré (m³/c.m), mostrando se houve importação ou exportação na área.

3.2.5.3 Transporte de MPS

O cálculo das cargas diárias do material particulado em suspensão (Qss)

baseou-se no princípio que a massa e o volume de água que passa por uma seção transversal, por unidade de tempo, é igual (MIRANDA et al, 2002). Assim, utilizou-se a metodologia simplificada de Colby (1957), que relaciona a velocidade média das correntes na seção da área da estação de amostragem (expressa em m3.s-1) e a concentração do material particulado em suspensão, contudo, incluiu-se a ação da maré, já que a equação original considera apenas o movimento unidirecional, considerando que o tempo de ação da maré enchente ou vazante, através da seguinte equação:

QSS = t (v ou e). Q. CSS / 106

106 = fator de conversão de miligramas para toneladas; QSS = transporte de MPS (t/e ou t/v);

t= tempo de enchente ou vazante da medição (em segundos); Q = transporte de volume da +e (enchente) ou - v (vazante) (m³/s);

38 CSS = média da concentração de MPS (mg/L) da e ou v.

O transporte resultante para um ciclo de maré foi calculado a partir da somatória das cargas e enchente e vazante.

3.2.5.4 Transporte de elementos maiores e traço particulado

O transporte de elementos maiores e traço na fase particulada, expressa em Kg.c.m-1 (ton.c.m-1), baseou-se no mesmo princípio do transporte de MPS. Contudo, foi necessário a conversão das unidades de concentrações dos elementos maiores e traço de mg.kg-1 para mg.L-1, sendo realizado o cálculo de elemento por volume de amostra filtrado e posteriormente, aplicou-se a equação citada acima.

3.2.5.5 Aplicação dos índices geoquímicos

Para a detecção das possíveis alterações na qualidade dos sedimentos investigados além da identificação da ordem de grandeza em que o elemento ultrapassa a concentração basal utilizou-se dois índices: fator de contaminação (Fc)

e fator de enriquecimento (FE).

O fator de contaminação é expresso pela razão entre a concentração do metal na amostra de sedimento (Mes) e o nível basal estimado para a área de

estudo ou background (Elb) (FÖRSTNER, 1989), de acordo com a equação:

𝐹𝐶 = 𝑀𝑒𝑠 𝐸𝑙𝑏

Este método permite visualizar se a concentração do metal excede ou não seu valor no padrão de background, conforme as seguintes interpretações:

FC < 1: inexistência de contaminação 1< FC<3: contaminação moderada 3< FC<6: contaminação considerável FC > 6: alta contaminação

O fator de enriquecimento verifica se os valores anômalos de metais correspondem a flutuações naturais ou envolvem aportes antrópicos, através da normalização dos teores metáticos em relação as concentrações de um elemento conservativo (em geral, ferro ou alumínio), de acordo com a equação abaixo:

39 𝐹𝐸 = [𝑀𝑒𝑛]𝑠 [𝐸𝑙_𝑐]_𝑠 [𝑀𝑒𝑛]𝑏 [𝐸𝑙𝑐]𝑏

[Men]s = concentração do metal n a amostra de sedimento considerada

[Elc]s = concentração de alumínio/ferro na amostra de sedimento considerada

[Men]b = concentração do metal n a amostra de sedimento do ponto controle

[Elc]b = concentração de alumínio/ferro na amostra de sedimento do ponto controle

O FE do presente estudo será comparado com os seguintes intervalos: FE ≤ 1: não enriquecimento

1<FE<3: pouco enriquecimento 3<FE<5: moderado enriquecimento

5<FE<10: enriquecimento moderadamente severo 10<FE<25: enriquecimento severo

25<FE<50: enriquecimento muito severo

FE > 50: enriquecimento extremamente severo