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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DORIO DE JANEIRO
INSTITUTO TRÊS RIOS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DO MEIO AMBIENTE - DCMA
DETERMINAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE BÁRIO EM SOLO,
ÁGUA E SEDIMENTOS EM TRÊS RIOS (RJ) E ADJACÊNCIAS
Mariana Cunha Lemos
ORIENTADOR: Prof
a. OlgaVenimar de Oliveira Gomes
CO-ORIENTADOR: Dr. Eduardo Duarte Marques
TRÊS RIOS -RJ
NOVEMBRO– 2020
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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO TRÊS RIOS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DO MEIO AMBIENTE - DCMA
DETERMINAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE BÁRIO EM SOLO,
ÁGUA E SEDIMENTOS EM TRÊS RIOS (RJ) E ADJACÊNCIAS
Mariana Cunha Lemos
Monografia apresentada ao curso de Gestão Ambiental, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Gestão Ambiental da UFRRJ, Instituto Três Rios da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.
TRÊS RIOS - RJ
NOVEMBRO– 2020
3 Lemos, Mariana Cunha, 2020-
Determinação das Concentrações de Bário em Solo, Água e Sedimentos em Três Rios (RJ) e adjacências/ Mariana Cunha Lemos. - 2020.
11f. :9tabs.
Orientadora: Profa. Dra. Olga Venimar de Oliveira Gomes.
Monografia (bacharelado) – Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Instituto Três Rios.
Bibliografia: f. 57-62.
1. Elemento traço – Geoquímica Ambiental – Bário– Monografias. 2.Gestão Ambiental – Monografia. I. Lemos, Mariana Cunha. II. Universidade
Federal Rural do Rio de Janeiro. Instituto Três Rios. III.
Determinação das Concentrações de Bário em Solo, Água e Sedimentos em Três Rios (RJ) e adjacências
4 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO TRÊS RIOS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DO MEIO AMBIENTE - DCMA
DETERMINAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE BÁRIO EM SOLO, ÁGUA E SEDIMENTOS EM TRÊS RIOS (RJ) E ADJACÊNCIAS
Mariana Cunha Lemos
Monografia apresentada ao Curso de Gestão Ambiental como pré-requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Gestão Ambiental da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Instituto Três Rios da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.
Aprovada em ___/___/_____ Banca examinadora:
__________________________________________ Profa. Orientadora Olga Venimar de Oliveira Gomes __________________________________________ Coorientador Dr. Eduardo Duarte Marques
__________________________________________ Prof. Fábio Cardoso de Freitas
_____________________________________________ Prof. Patrícia Anselmo Duffles Teixeira
TRÊS RIOS – RJ NOVEMBRO – 2020
5 “Aos meus queridos pais, Ana e Samuel que mesmo sem acesso ao ensino superior, não mediram esforços para que eu alcançasse esse sonho.”
6 AGRADECIMENTO
Primeiramente agradeço ao Universo, o Todo, Deus e toda egrégora de luz por ter me permitido chegar até aqui e por todo amparo e evolução durante o percorrer desse caminho.
Agradeço a Rosangela Nardelli (in memorian) e toda sua família, Renatinha, Milena, Ju, Tio Pedro, Tia Rita, Tio Cláudio, Agnaldinho, Dani, Fred, Carolina, Dinho, por todo acolhimento assim que cheguei em Três Rios, mesmo sem me conhecer.
Aos meus amados pais que são minha base nessa vida, Ana e Samuel vocês são os melhores pais que eu poderia ter, esse sonho só foi possível de ser realizado porque eu tive o apoio e amor de vocês! E minhas queridas irmãs Ana Carolina e Maria Clara que sempre foram fonte de inspiração para mim.
Aos meus queridos psicólogos Victor Coutinho e Roberta Burlamaque que atravessaram meu caminho durante essa jornada e mostraram todo potencial que existia dentro de mim, mesmo quando eu não acreditava.
Agradeço à minha querida orientadora Olga por ter acreditado em mim para a realização desta pesquisa e ter me dado todo apoio durante a execução. Agradeço também ao meu coorientador Dudu pelo apoio para discutir novas ideias e pela disponibilização de dados através da instituição CPRM. Agradeço também ao Yuri Neves, Vitória Batista e Edlene Cardoso por toda ajuda no campo.
Agradeço aos meus colegas de trabalho e amigos do INEA que tanto me ensinam diariamente, em especial a Camila Serena, Renato Massa, Guilherme Moreira, Ramon Camargo, Nathália Rodrigues, Lucas Amorim, Rômulo Gimenez, Fernanda Pietro, Sandra Fortes, Daniela Quimões, Ana Paula Costa e Suzana Nascimento. E também ao Edmardo Campbell por ter confiado na minha capacidade profissional.
Às minhas amigas de infância Mariane, Karina e Karine que sempre acompanharam as fases uma das outras e sempre foram um ombro amigo na hora que precisei. Amo vocês demais! As minhas amigas virtuais mineiras, que nesses últimos anos não passamos um dia sem nos falar, Dayanne, Marô e Lays, mesmo longe vocês são presentes na minha vida, energia não se importa com hora nem lugar.
À minha amada turma 2015.1 por toda diversão e dedicação nesses longos anos, vocês tornaram minha vida mais leve nessa jornada. À Giuliana e Karolzinha, onde formamos a República do Amor e descobrimos juntas que não se coloca caneca de aço no microondas para
7 esquentar brigadeiro. À minha amiga Tamiris, que também dividimos o apê, a vida, os sonhos, aprendizados e muita festa. Ao meu irmão de alma Maurício Batista, você é tudo pra mim, simplesmente. À minha amiga Gisella, por toda parceria seja nas festas ou nos percursos da vida e que tanto me ensina com sua sensibilidade. Ao meu amigo Lecin por ter estado comigo fazendo cálculo pela segunda vez, por ter sido meu companheiro em vários seminários e por todos os papos cabeças e conselhos. À minha adorável amiga Júlia Ribeiro, é um presente ter você em minha vida, não há palavras para resumir a felicidade em dividirmos o mesmo tempo/espaço. À querida Bruna que conheci todas suas versões e amei todas. Ao Victor por toda palhaçada nos corredores da Rural e nossa memorável aposta que há de se cumprir. Ao querido Yuri Martins por todo incentivo em sermos cada vez melhores na nossa área. À Natani, meu presente da vida. A Iza, Caio, Jaque, Ju e Larissa por toda parceria, amorosidade e risadas. Melhor turma da vida!
À Lorena que é um ser de luz que cruzou minha vida através da Rural, e ao Bruno por todas as risadas, “frescar” na rua e cumplicidade.
À Empresa Júnior Vale Verde, que fez parte do meu desenvolvimento pessoal e profissional. Sou grata a todas as pessoas que pude conviver e aprender através dela.
À cidade de Três Rios, que me recebeu de braços abertos e está no meu coração. Nesses anos eu vivi histórias, amores, conheci pessoas que levarei pro resto da vida, chorei, aprendi, enfim cresci. Gratidão, Três Rios!
À UFRRJ-ITR por ter sido minha casa durante esses anos e por acessibilizar ensino gratuito e de qualidade. E a todos professores que contribuíram para construção da Gestora Ambiental que estou a me tornar. Em especial a Thais Gallo, Leonardo Neves, Fábio Souto, Fábio Freitas, Kênia Coutinho, Érika Cortines, Michaele Milward, Juliane Milward e Alexandre Lopes.
E por fim, a todos aqueles que torceram e torcem indiretamente por mim e que de alguma forma fizeram parte do meu caminhar, o meu MUITO OBRIGADA!
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RESUMO
O Bário é um metal alcalino-terroso que compõe 0,05% da crosta terrestre.Ocorre naturalmente em depósitos de minério e pode ser liberado no meio ambiente por processos tanto naturais quanto antropogênicos.Os seus compostos possuem diversas utilidades, desde uso no agronegócio até nas rotinas medicinais,contudo, dependendo da concentração e da espécie química, a exposição pode provocar efeitos adversos à saúde humana, como aumento da pressão arterial, fraqueza muscular (hipocalemia), paralisias, podendo até mesmo provocar óbitos. Existem poucos conhecimentos sobre o comportamento do Ba na superfície, assim como pouca informação sobre suas ocorrências em território nacional, principalmente em solos, água superficial e subterrânea. Para a região de Três Rios e adjacências, as rochas apresentam concentrações de bário que variam de29 mg/kg a 2325 mg/kg, indicando uma complexidade litológica. O objetivo desta pesquisa foi apresentar e discutir os teores de bário com base em referência para solos, águas naturais e sedimentos em Três Rios/RJ e adjacências, a partir de dados secundários e primários, associando-as a sua origem e determinando implicações ambientais para a região. Para solos, das 14 amostras de estudos anteriores, 9 foram identificadas com concentrações de bário superior ao limite de prevenção (150 mg/kg), conforme a Resolução CONAMA 420 de 2009. Para as águas naturais, apenas 2 amostras de estudos anteriores estão fora dos padrões de potabilidade e apresentam risco à saúde, considerando a Resolução 357 de 2005 e a Portaria de Consolidação N° 5 de 2017. As amostras de água a partir dos dados primários não apresentaram anomalias de Bário. Quanto a matriz de sedimentos, 11 amostras ultrapassaram os limites de prevenção (150 mg/kg) estabelecidos pela CONAMA 420 (2009). Os dados apresentaram forte correlação com o elemento químico Sr e moderada correlação com Be, Ca, K, La, Li, Mg, Na, P, indicando uma possível origem natural. Foi proposto um modelo conceitual para o ciclo biogeoquímico do Bário, levando em consideração as premissas desta pesquisa.
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ABSTRACT
Barium (Ba) is an alkaline-earth metal that makes up 0,05% of the earth's crust. It occurs naturally in ore deposits and it can be released into the environment by both natural and anthropogenic processes. Its compounds have many utilities, from its use on agribusiness to medical routines. However, depending on the concentration and the chemical specie, the exposure can cause adverse effects to human health, such as increased blood pressure, muscle weakness (hypokalemia), paralysis and may even cause deaths. There's little knowledge about Ba's surface behavior, as well as little information about its occurrences in national territory, mainly in soils, surface and underground waters. For the region of Três Rios and its adjacencies, the rocks present barium concentrations ranging from 29 mg/kg to 2325 mg/kg, indicating a lithological complexity. The research objective was to present and discuss the barium levels based on reference to soils, natural waters and sediments in Três Rios/RJ and its adjacencies, using secondary and primary data, associating them to their origin and determining environmental implications to the region. For soils, of the 14 samples from previous studies, 9 were identified with barium concentrations higher than the prevention limit (150 mg/kg), according to Resolution of CONAMA 420/2009. To natural waters, only 2 samples from previous studies were outside the potability standards and present health risk, considering the Resolution 357/2005 and the Consolidation Ordinance nº 5/2017. The water samples from primary data didn't present any barium anomalies. As to the sediment matrix, 11 samples exceed the prevention limit (150 mg/kg) established by CONAMA 420 (2009). The data showed strong correlation with the chemical element Sr and moderate correlation with Be, Ca, K, La, Li, Mg, Na, P, indicating a possible natural origin. A conceptual for the Barium biogeochemical cicle was proposed, taking into account the premises of this research. Keywords: trace elements, metals, naturally occurring, environmental geochemistry
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LISTA DE ABREVIAÇÕES E SÍMBOLOS
ASTDR- Agency for Toxic Substances and Disease Registry BA - Bário
CETESB - Companhia Ambiental do Estado de São Paulo CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente CPRM - Companhia de Pesquisas de Recursos Minerais MS - Ministério da Saúde
OD - Oxigênio Dissolvido Ph-Potencial Hidrogeniônico PPM - Partes por milhão VO - Valores Orientadores VP - Valor de Prevenção
VRQ - Valores de Referência de Qualidade UTM - Sistema Universal Transverso de Mercator
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Localização da área de estudo. ... 25
Figura 2.Compartimentação tectônica da Faixa da Ribeira. Fonte: Heilbron et al., 2004. ... 26
Figura 3. Localização dos pontos de amostragens. Fonte: Lemos, 2020. ... 30
Figura 4. Atividade de amostragens de águas naturais... 32
Figura 5. Localização das amostras de solo. Fonte: Lemos, 2020. ... 37
Figura 6. Localização das amostras de água subterrânea Fonte: Lemos, 2020. ... 40
Figura 7. Localização das amostras de água superficiais. Fonte: Lemos, 2020. ... 43
Figura 8. Atividade de amostragens de águas superficiais pela Ecologic. ... 44
Figura 9. Classificação e distribuição litológica. Fonte: Lemos, 2020. ... 48
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Localização dos pontos de amostragens de coleta de água (DatumWGS- 84). ... 29
Tabela 2. Concentrações de Bário no Solo. ... 38
Tabela 3. Concentrações de Bário na água subterrânea – dados secundários. ... 39
Tabela 4. Concentrações de Bário na água subterrânea – dados primários. ... 41
Tabela 5. Concentrações de Bário na água superficial – dados secundários. ... 42
Tabela 6. Concentrações de Bário na água superficial – dados primários. ... 45
Tabela 7. Correlação de Spearman para os sedimentos. ... 50
Tabela 8. Dose diária (mg/l) média ingerida pelo metal pesado Bário, CDI... 53
Tabela 9. Quociente de risco por ingestão das águas naturais no Parque Salutaris/PS. ... 54
LISTA DE QUADROS
Quadro 1.Valores de referência de bário para estados brasileiros...18Quadro 2. Alguns usos de Bário e seus compostos...21
Quadro 3. Composição química das rochas do Complexo Juiz de Fora da região de Três Rios...35
13 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ... 15 1.1 OBJETIVO GERAL ... 16 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 16 2. REVISÃO TEÓRICA ... 17
2.1. VALORES DE REFERÊNCIA PARA O BÁRIO ... 17
2.2. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DO BÁRIO ... 19
2.3. ABUNDÂNCIA DO BÁRIO ... 20
2.4. APLICAÇÃO E UTILIZAÇÃO DO BÁRIO ... 21
2.5. MOBILIDADE DO BÁRIO NO AMBIENTE ... 22
2.6. TOXIDADE DO BÁRIO ... 23
3. MATERIAIS E MÉTODOS ... 24
3.1. ÁREA DE ESTUDO ... 24
3.1.2 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA ÁREA DE ESTUDO ... 26
3.2. LEVANTAMENTO DE DADOS ... 28
3.3. COLETA DE DADOS ... 29
3.4. TRATAMENTO DOS DADOS ... 33
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 34
4.1. ANÁLISE DE DADOS PARA O BÁRIO EM ROCHAS, SOLOS, ÁGUAS E SEDIMENTOS ... 34
4.1.1 BÁRIO NAS ROCHAS ... 34
4.1.2 BÁRIO NOS SOLOS ... 36
4.1.3 BÁRIO NAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ... 39
4.1.4 BÁRIO NAS ÁGUAS SUPERFICIAIS ... 42
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4.2. PROPOSTA DE UM CICLO DO BÁRIO PARA A REGIÃO DE TRÊS RIOS ... 51
4.3. CONSUMO HUMANO DO BÁRIO EM ÁGUA SUBTERRÂNEA ... 53
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 55
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1. INTRODUÇÃO
Muitas atividades antrópicas podem influenciar o aumento das concentrações de substâncias inorgânicas na atmosfera, pedosfera, biosfera e hidrosfera, ocasionando o comprometimento da qualidade ambiental de ecossistemas (Paye et al., 2010). A esse tipo de impacto denominamos contaminação antrópica. Entretanto, valores anômalos de substâncias inorgânicas em ambientes distintos podem comumente ocorrer sem a influência humana como a desagregação e/ou decomposição de elementos da litosfera que podem ser transportados e disponibilizados de forma anômala no ar, solo, sedimentos e na água, desencadeando contaminações naturais (Gomes et al. 2013).
O Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA 2009) preconiza que o solo deve ser protegido de maneira preventiva, a fim de garantir a manutenção da sua funcionalidade ou, de maneira corretiva para restaurar a qualidade ou recuperar os usos previstos. Dentre outras funções, o solo retarda a migração de poluentes para as águas naturais e para os sedimentos, funcionando como um “filtro” natural. A proteção do solo também é uma das condicionantes para proteção da saúde humana.
Para a realização de um monitoramento ambiental que atenda aos requisitos impostos pela legislação vigente são necessários indicadores que permitam a avaliação continuada do meio a fim de identificar impactos ambientais causados por determinadas substâncias (Paye et al., 2010). Os valores de referência empregados para solos, sedimentos e águas são essenciais para embasar legislações que sirvam de base para o monitoramento, remediação, ações de prevenção e controle de contaminações (Mattos et al. 2018).
Com relação à contaminação por bário, questão desta pesquisa, apesar do estado do Rio de Janeiro ainda não possuir valor de referência regional para metais, Mattos (2014) analisou concentrações de referência para alguns elementos traços na região do médio Paraíba, propondo um valor padrão de 41 ppm para o bário, enquanto Lima (2015), que apresentou uma proposta de valores de referências de qualidades para metais para todo o estado do Rio de Janeiro, considerou 76 ppm como referência para o bário.
No município de Três Rios, especificamente na microbacia do Purys, Silva (2018) identificou concentrações de 210 ppm e 197 ppm para Argissolos e sedimentos aluviais, respectivamente. Em relação aos níveis de referência de Mattos (2014) e Lima (2015), a
16 análise de Silva (2018) levantou a possibilidade que a cidade de Três Rios concentraria anomalias de bário de origem natural.
A proteção dos solos e águas naturais foi assegurada por dispositivos legais, porém além do Rio de Janeiro não ter uma normativa regulamentada que proponha Valores de Referência de Qualidade, pouco se conhece sobre o ciclo do bário em superfície. O presente estudo visa contribuir com informações sobre origem, teores e comportamento do bário para a região centro-sul fluminense, fornecendo valores de background locais, para subsídio de valores de referência aos órgãos ambientais e instituições de pesquisa, além de apontar potenciais riscos à saúde humana por exposição a esse metal.
1.1 OBJETIVO GERAL
O objetivo desta pesquisa é apresentar e discutir os teores de bário e suas implicações ambientais com base em referências de solos, sedimentos e águas naturais na cidade de Três Rios e adjacências.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Análise de dados secundários e primários para o bário em rocha, solo, água e sedimentos;
• Comparação da distribuição do bário em Três Rios em relação a padrões de referências;
• Consumo humano do bário em água subterrânea;
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2. REVISÃO TEÓRICA
2.1. VALORES DE REFERÊNCIA PARA O BÁRIO
A proposição dos valores de referência para substâncias inorgânicas é realizada a partir da obtenção e avaliação dos teores naturais de elementos traços em solos de áreas com pouca ou nenhuma interferência humana (Lima 2015). Em relação a elementos traços, existem diferenças desses valores orientadores no mundo todo, sendo valores heterogêneos regidos pela diversidade de solos, as peculiaridades regionais e os diferentes métodos de extração e análise utilizados (Ross, 1994 apud FADIGAS et al., 2002).
O Estado de São Paulo foi o precursor na proposição de valores de referência e consequentemente de Valores Orientadores para solos, tendo sido responsabilidade da Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental (CETESB) o estabelecimento de VO’s para elementos traços no ano de 2001 (CETESB 2001), com a sua primeira atualização realizada em 2005. Os padrões para solo em São Paulo foram referência para o país até 2009, quando o Conselho Nacional de Meio Ambiente lançou a normativa 420/2009 que estabeleceu valores orientadores para solos e águas subterrâneas.
O CONAMA, através da Resolução 420 (2009), apresentou valores orientadores para o diagnóstico de contaminação do solo, de acordo com seu uso, bem como para as águas subterrâneas, considerando seu consumo. Para esta avaliação, foram estabelecidos três valores orientadores: de referência de qualidade (VRQ), indicativo da concentração natural de uma substância em solos, que deve ser estabelecido por cada estado da federação; de prevenção (VP), indicativo da concentração limite de determinada substância no solo, de maneira a sustentar suas principais funções e de investigação (VI), que caso a concentração se apresente acima dos limites definidos para o solo ou para a água subterrânea, seria indicativa da existência de riscos potenciais, diretos e/ou indiretos à saúde humana.
Vale ressaltar que o CONAMA 420/2009 não estabelece valores de referência para cada estado, sendo prerrogativa dos órgãos ambientais estaduais estabelecer esses padrões, levando em consideração as principais classes de solos e as peculiaridades regionais relacionadas à geodiversidade.
No Brasil foram realizados alguns levantamentos naturais de teores de elementos traços a níveis estaduais, porém, nem todos os estados definiram seus níveis de referência
18 para o solo ainda (Fadigas et al., 2002). Além de São Paulo, são exemplos de estados que já possuem VOs: Minas Gerais, Paraíba, Pernambuco e Rio Grande do Sul. O Rio Grande do Sul consiste no estado mais permissivo com VRQ estabelecido apenas para 9 elementos dos 20 da CONAMA Nº420 (Reis et al 2017). O Quadro 1 apresenta valores para o bário que já estão definidos para estados do Brasil.
Quadro 1: Valores de referência de bário para estados brasileiros. Referência SP (mg/kg) Referência MG (mg/kg) Referência PB (mg/kg) Referência PE (mg/kg) Referência RS (mg/kg) 75 93 117,41 84 n.d Prevenção 420/2009 (mg/kg) Investigação Agrícola 420/2009 (mg/kg) Investigação Residencial 420/2009 (mg/kg) Investigação Industrial 420/2009 (mg/kg) Água Subterrânea 420/2009 (µg/L) 150 300 500 750 700
Fonte: Reis et al., 2017.
Para o estado do Rio de Janeiro, ainda não foi elaborado uma normativa estadual, aprovada pelo órgão ambiental, que contenha os níveis de referência de elementos traços para os solos, entretanto, duas pesquisas realizadas no estado propõem valores de referência para alguns metais. Mattos (2014) que analisou concentrações de referência para a região do médio vale do Paraíba do Sul, estipulando um valor de 41 ppm e Lima (2015), que apresentou uma proposta de valores de referência de qualidade para o estado do Rio de Janeiro com valor de 76 ppm.
Os estudos compreenderam classes de solo do tipo Latossolo Vermelho-Amarelo; Latossolo Amarelo; Argissolo Vermelho-Amarelo; Cambissolo, Neossolo, Cambissolo Haplico; Espodossolo Humiluvico; Gleissolo Haplico; Latossolo Vermelho; Organossolo; Argissolo Amarelo; Argissolo Vermelho; Neossolo Litolico; Neossolo Quartzarenico; Neossolo Fluvico; Planossolo Haplico. Numa análise do bário para a região sudeste, o VRQ proposto por Mattos, para a região do médio vale do Paraíba do Sul, onde a cidade de Três Rios está inserida, foi inferior aos valores estabelecidos para o estado de Minas Gerais, São
19 Paulo (Quadro 1). Já o valor de Lima (2015) para todos os municípios do RJ (76ppm) é semelhante ao estabelecido por São Paulo. Costa e Costa (2015) concluíram que para o Espírito Santo, o valor de referência para o bário seria de 85 ppm, o mais alto para a região sudeste.
Como as águas podem conter teores naturais de bário (Ba), foram criadas algumas portarias, normativas e resoluções que passaram a determinar a concentração limite deste elemento para fins de potabilidade, emissão de efluentes e teores naturais (Santos 2017). Em relação às águas subterrâneas, o limite de consumo da CONAMA 420/2009 converge para água superficial, com a CONAMA 357/2005, classe 01 e 02, sendo estabelecido um limite de 0,7 mg/L para consumo humano. Os rios da classe 3 teriam como limite de 1,0 mg Ba/L.
A Resolução N° 430 do CONAMA (2011) classifica para o lançamento de efluentes líquidos que a concentração não pode ultrapassar os 5,0 mg /L. Já a Portaria de Consolidação N° 5 do Ministério da Saúde - MS (2017), determina que a água potável tenha valores máximos de 0,7 mg Ba/L. Ainda, de acordo com a Resolução N° 396 do CONAMA (2008), para consumo humano de águas subterrâneas é permitido uma concentração de 0,7 mg/L e para recreação permite-se um valor de 1,0 mg/L.
Quanto aos sedimentos, o processo de sedimentação de sólidos em suspensão remove grande parte do conteúdo de bário das águas superficiais (Benes et al. 1983). O marco regulatório sobre gerenciamento de materiais a serem dragados se deu através da Resolução CONAMA nº 344/04, sendo alterada e revogada pela Resolução CONAMA nº 454/12. O ato normativo do ano de 2012 prevê que para disposição em solo do material dragado, os resultados devem ser comparados com os valores orientadores estabelecidos pela Resolução CONAMA n° 420/09 ou norma estadual vigente, e que após 5 anos a normativa deverá ser revisada objetivando o estabelecimento de valores orientadores nacionais.
2.2. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DO BÁRIO
O elemento químico Bário (Ba) ocupa a 14ª posição entre os elementos mais abundantes na Terra, é um metal alcalino-terroso com um número atômico 56 e está classificado no Grupo IIA da tabela periódica, que também contempla o berilo, magnésio, cálcio, estrôncio e o rádio. Existe pouco conhecimento sobre a ocorrência e comportamento
20 do Ba na superfície. Trata-se de um elemento litófilo na classificação Goldschmidt (1937) apud Litch (2001).
O elemento Ba apresenta uma coloração branco-prateada na sua forma metálica e quando exposto ao ar, devido a oxidação, assume uma cor amarelo prateada (Genter 2001 apud ASTDR 2007). Como a maioria dos metais, com a diminuição do pH a solubilidade do bário tende a aumentar em água (IPCS 1991 apud ASTDR 2007).
O bário só existe no ambiente no estado de oxidação 2+, sendo altamente reativo e não existindo na forma nativa no ambiente. O bário reage com diversos elementos formando estados combinados como acetato de bário, carbonato de bário, cloreto de bário, cianeto de bário, hidróxido de bário, óxido de bário, sulfato de bário e sulfeto de bário (ASTDR 2007).
Dados inerentes à mobilidade deste elemento, os níveis aceitáveis de toxicidade para humanos e para plantas, obtidos através de investigações de campo e de laboratório ainda são pouco frequentes (Cappuyns 2017).
2.3. ABUNDÂNCIA DO BÁRIO
O bário é um metal que compõe 0,05% da crosta terrestre e ocorre naturalmente em depósitos de minérios, como barita (BaSO4) e witherita(BaCO3), podendo ser liberado no meio
ambiente por processos tanto naturais quanto antropogênicos (GENTER 2001). Sua maior fonte natural consiste no mineral barita, existente em rochas como calcários, dolomitas além de veios hidrotermais (Miner 1969b apud ASTDR 2007).
As principais impurezas no minério bruto de barita são óxido de ferro (III), óxido de alumínio, sílica e sulfato de estrôncio (IPCS 2001). O carbonato de bário (witherita) ocorre na natureza com pouco significado econômico, devido a sua raridade, impurezas e depósitos hidrotermais quase totalmente esgotados (Kresse et al. 2007 apud ASTDR 2007).
Segundo Krauskopf (1967) apud Rohde (2013) a média de abundância do elemento Ba encontrado na Crosta terrestre é de 425 ppm, sendo sua concentração em rochas como granito de 600 ppm, basalto com 250 ppm e folhelhos em torno de 580 ppm. Outros autores apontam médias, tais como Mason & Moore (1982) apud Rohde (2013) que indicam uma abundância de 1.220 ppm para granitóides, Pratt (1966) apud Rohde (2013) indica que os teores encontrados no solo podem variar de 100 - 3.000 ppm, com uma média de 300 ppm.
21 2.4. APLICAÇÃO E UTILIZAÇÃO DO BÁRIO
O bário é utilizado no agronegócio, indústria petrolífera, fabricação de tinta e na indústria de papel e celulose, entretanto, a grande maioria da produção de barita é utilizada na atividade de perfuração de petróleo com geração de fluidos ou lamas densas para perfuração de poços. O maior uso de barita extraída, responsável por 94% da produção total, é na perfuração de poços de petróleo e gás (USGS 2006).
Os compostos de Bário também podem ser usados como inseticidas, nesse sentido, a utilização de inseticidas nas lavouras, como o uso de fluossilicatos e carbonato de bário é um fator que pode contribuir para presença de Ba nos solos que foram alvos de exploração agrícola com esse tipo de praguicida (Beliles 1979, Meister 2004 apud ASTDR 2007).
Os compostos de Ba ainda fazem parte da composição de vidro, borrachas, cerâmica, venenos para insetos e ratos, além de serem utilizados no tratamento de água de caldeira, refinação de óleos animais e vegetais e utilizado por médicos como contraste para realização de fotos de raio-X do estômago e intestino (IPCS 2001, ATSDR 2007). O Quadro 2 apresenta a utilização humana de compostos de bário.
Quadro2: Alguns usos de Bário e seus compostos.
Composto de Bário Uso
Metal Getters - para remover gases dos tubos de
vácuo
Sulfato Adicionado ao concreto para aumentar a
proteção contra radiação
Óxido Secar gases e solventes, fortalecer a cerâmica
e como componente em alguns cimentos especiais
Fluossilicato Em cerâmica; em composições de
inseticidas; na preparação de tetrafluoreto de silício
Citrato Como estabilizador para tintas látex
22 lubrificador a óleo e graxa; secadores de tinta e verniz
Peróxido Em alvejante; vidro descolorante; soldagem
térmica de alumínio; na fabricação de peróxido de hidrogênio e oxigênio em catodos; em tingir e imprimir tecidos; como agente oxidante na síntese orgânica
Iodetos Na preparação de outros iodetos
Carbonato Raticida, tratamento térmico da indústria
siderúrgica, material de carbonização do aço, fabricação de tijolos, cerâmica, porcelana e vidros
Cloreto Fabricação de cloro e hidróxido de sódio,
como um fluxo para ligas de alumínio, na fabricação de pigmentos e corantes têxteis e no tratamento de água da caldeira
Fontes: IPCS, 1990; ASTDR, 2007;Natrio, 2020.
2.5. MOBILIDADE DO BÁRIO NO AMBIENTE
O bário presente nos solos, transportados em virtude da precipitação, podem ser absorvidos pela vegetação, porém pouco é bioconcentrado (Bates 1988). Segundo Brooks (1983) apud Rohde (2013), a toxicidade do elemento Ba nas plantas é moderada. No entanto, plantas como leguminosas, plantas forrageiras, castanha-do-pará e cogumelos acumulam bário e pouco se sabe sobre os efeitos dessa bioacumulação (Aruguete et al. 1998, IPCS 1991, WHO 2001 apud ASTDR 2007).
Segundo Nogueira et al (2010), em alguns casos o acúmulo de Ba no solo pode causar contaminação da cadeia alimentar e consequentemente afetar a saúde humana. Já foi relatado ao International Programme On Chemical Safety problemas com bovinos domésticos associado a bioacumulação de Ba a partir de leguminosas, alfafa e soja (1260 mg/kg), cultivadas em solos com alto teor de Ba (IPCS,1990).
O bário ocorre naturalmente na maioria dos corpos d’água de superfície embora sua principal fonte nas águas subterrâneas seja o resultado de lixiviação e erosão de rochas
23 sedimentares, sendo assim, as liberações nas águas superficiais de fonte natural normalmente são inferiores quando comparado as de águas subterrâneas (Kojola et al. 1978). Do total de entrada de bário nos oceanos, a partir de fontes de água doce, estima-se que apenas 0,006% permaneçam em solução (ASTDR 2007).
Em meio aquático o mais provável é que o bário precipite na forma de BaSO4 ou
BaCO3 permanecendo portanto, adsorvido como bicarbonato e sulfato. A precipitação de sais
de sulfato de bário é acelerada quando os rios entram no oceano devido ao seu alto teor de sulfato nos mares (ASTDR 2007).
O bário pode apresentar-se em formas de partículas na atmosfera (EPA 1984 apud ASTDR 2007).
2.6. TOXIDADE DO BÁRIO
Devido as suas grandes utilidades nos sistemas de saúde, os compostos de bário foram associados às rotinas medicinais. O cloreto de bário, solúvel em água já foi utilizado no tratamento de problemas cardíacos, mas teve seu uso abandonado, devido a grande toxicidade do composto. A propósito, a solubilidade do bário é determinante no desenvolvimento de efeitos adversos e nocivos à saúde. Em função da sua densidade e baixíssima solubilidade, o sulfato de bário é usado como contraste em diagnóstico de raios X do sistema digestivo, nessa forma, o bário não é tóxico para os humanos não sendo absorvidos pelo organismo (ATSDR, 2007).
A exposição de forma acidental ou intencional ao carbonato ou cloreto de bário pode provocar efeitos adversos como a hipocalemia, que pode resultar em ataque cardiaco, hipertensão, fraqueza muscular e paralisia. O bário também se apresenta como um elemento competitivo com o potássio, provocando assim uma diminuição significativa de concentração de potássio no plasma sanguíneo.
Os níveis de exposição humana que apresentam riscos mínimos dependem dos estudos e dados sobre os efeitos na saúde (ATSDR, 2007).Em relaçãoà inalação pelo trato respiratório de partículas de bário, a literatura aponta possibilidade de desenvolvimento de baritose em humanos (Kaur 2013), que se trata de uma doença pulmonar causada pela exposição a poeiras com baixo potencial fibrogênico (poeira inerte) (MS2006).
24
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. ÁREA DE ESTUDO
A pesquisa foi conduzida na região Centro-Sul Fluminense, especificamente no Município de Três Rios e arredores (Figura 1). O município recebeu esse nome devido aos rios que cortam seu território: Paraibuna, Paraíba do Sul e Piabanha. Localizado na região do médio vale Paraíba do Sul, Três Rios possui uma área de 322,843 km², altitude média de 269 m e população estimada de82.142 pessoas (Silva 1991, IBGE2020).
O processo de desenvolvimento econômico de Três Rios operou-se graças à introdução da cultura do café no século XIX. Com a decadência da cafeicultura, as terras foram ocupadas para agricultura de subsistência e pecuária de corte, posteriormente transformada em pecuária leiteira (TCERJ 2004). Desde então, as atividades industriais que se destacam no município são: produção de papel, têxtil, alimentos, bebidas, metalurgia, madeira e mobiliário, extrativismo mineral (AGEVAP 2006).
Em relação ao clima, conforme a classificação de Köppen se trata de uma região mesotérmica, com média anual de 1.300 mm de precipitação e temperatura que varia de 14,2°C até 37,4°C, com maior parcela da precipitação anual e maiores temperaturas no verão (Gomes et al., 2013).A vegetação é composta por Floresta Estacional Semidecidual com solos do tipo Argissolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo e em uma menor área o Cambissolo Háplico (IBGE 2012, Oliveira 2017).Embora comporte importantes drenagens da bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul, Três Rios possui apenas cerca 1% de formações florestais e pioneiras com a maior parcela de uso e cobertura do solo em campos/pastagem. O avanço da ocupação urbana ocasionou a retirada da mata ciliar no rio Paraíba do Sul, fato que agrava a erosão de suas margens. (Gomes et al. 2013,TCERJ 2004).
25 Figura 1. Localização da área de estudo.
26 3.1.2 Caracterização física da área de estudo
3.1.2.1 Geologia
A cidade de Três Rios e adjacências está alocada sobre a Faixa da Ribeira, que consiste em um orógeno acrescionário formado a partir do Neoproterozóico (cerca de 860 m.a.) e resultante do processo de aglutinação e fragmentação do Gondwana (megacontinente). Os afloramentos encontrados na região sudeste consistem em granitos, ortognaisses e metassedimentos que compõem a Faixa da Ribeira.
A área de estudos está localizada na parte central da Faixa da Ribeira, no Terreno Paraíba do Sul. De acordo com Heilbron et al. (2004), a estrutura da parte central da Faixa Ribeira é dividida em dois terrenos principais, o terreno Ocidental e o terreno Oriental; e dois terrenos secundários, klippe Paraíba do Sul e terreno Cabo Frio (Figura 2).
Figura 2. Compartimentação tectônica da Faixa da Ribeira. Fonte: Heilbronet al., 2004.
A cidade de Três Rios e adjacências está inserida no terreno klippe Paraíba do Sul. Nessa região central da Faixa da Ribeira estão inseridos resquícios do embasamento representado por ortognaisses do Complexo Quirino de idade 1,7 Ga (Valladareset al., 2002); rochas do Complexo Juiz de Fora formados por granulitos gnaissificados de origem ígnea e o Complexo Paraíba do Sul formado por gnaisses de origem sedimentar, com idade entre 1,0 e 0,79 Ga (CPRM 2012). Quanto a mineralogia dos complexos:
27 Complexo Quirino: formado por gnaisse de grão grosso, meso a leucocrático, foliação descontínua com minerais de hornblenda e com enclaves dioríticos, além de gnaisses bandados alongados de dimensões decimétricas a métricas (Tupinambá 2007,Heilbronet al. 2000)
Complexo Juiz de Fora: ortogranulitos de composição variada. Sua mineralogia principal compreende ortopiroxênio, clinopiroxênio, plagioclásio, K-feldspato, quartzo, hornblenda e biotita em proporções variadas, além de zircão, allanita e minerais opacos, incluindo sulfetos, como acessórios (Tupinambá 2007);
Complexo Paraíba do Sul: uma associação de gnaisses de origem sedimentar, composto principalmente por biotita gnaisse bandado com intercalações de sillimanita-granada-muscovita-biotita xisto e rochas calcissilicáticas (CPRM 2001).
3.1.2.2 Pedologia
Os solos da região apresentam em seu relevo vertentes convexas e convexo-côncavas, intensamente dissecadas pela erosão fluvial, entremeadas por vales de fundo aplainado, formados por terraços e leitos maiores, onde se encaixam cursos d'água pouco expressivos. Os topos apresentam-se geralmente aplainados, constituindo os divisores de água para as pequenas bacias de drenagem existentes (CEIVAP 2014).
Dois conjuntos pedológicos diferentes são formados em ambientes caracterizados por elevações e fundos dos vales. No primeiro ambiente, as elevações, dominam os Latossolos Vermelho-Amarelos, Cambissolos Háplicos Tb Distróficos típicos e também Cambissolos Háplicos Tb Distróficos latossólicos, conforme descreve a literatura. Já nos fundos de vale apresentam, nos terraços, Argissolos de textura muito argilosa, leitos maiores constituídos por solos aluviais de textura geralmente fina, algumas vezes em associação com Neossolos Flúvicos, Neossolos Flúvicos Distróficos Gleissólicos, Gleissolos Háplicos Tb Distróficos típicos. Latossolos Vermelho-Amarelos Distróficos podem ser encontrados nos topos, encostas onduladas e planos inclinados (CEIVAP 2014).
Os solos de topos aplainados mais extensos são os mais elevados da paisagem; a sua topografia é plana e correspondem a Latossolos amarelados, geralmente mais profundos e desenvolvidos, enquanto, em posições inferiores, sobretudo no terço inferior das elevações, o Latossolo Vermelho Amarelo mostra-se menos amarelado e geralmente profundo, em
28 pedoformas convexo-convexas, ou mais raso, em pedoformas convexo-côncavas (CEIVAP 2014).
De forma genérica, para o município de Três Rios e adjacências são identificados 2 tipos de solos,sendo eles: Argissolo Vermelho com maior ocorrência na região e o Latossolo Vermelho-Amarelo.Os Argissolos Vermelho-Amarelos e Vermelhos Eutróficos ocorrem próximo ao Rio Paraíba do Sul,em decorrência do clima menos úmido ocupando a unidade geomorfológica colinas e morrotes que configuram o típico domínio de mar-de-morros do Vale do Paraíba (CEIVAP 2014). Na região nordeste, Ecologic (2015) identificou Latossolos e de forma pontual Brunizem, Pdzólico, Cambissolos, Solos Aluviais, Solos Litólicos eGlei Pouco Húmico.
3.2. LEVANTAMENTO DE DADOS
Essa pesquisa tem caráter quali-quantitativo, com apresentação de estudo de caso. O levantamento de dados secundários consistiu na busca e análise da ocorrência de Bário em Três Rios e adjacências para diferentes esferas (rocha, solo e água). Esse levantamento teve função exploratória a fim de identificar as seguintes categorias de análise: 1) teores de Bário em diferentes sistemas para a área delimitada; 2) mobilidade e características do elemento traço bário; 3) caracterização física da área de estudos, 4) leis aplicáveis a pesquisa e 5) aspectos geoquímicos das rochas da região.
Assim, foi realizada uma pesquisa bibliográfica através das plataformas de pesquisa Google Scholar, Periódicos Capes e sites de buscas similares, a partir disso as informações foram organizadas e os teores de Bário obtidos foram planilhados. Em seguida, a partir desse levantamento de dados secundários foi averiguado a sua consistência.
O Serviço Geológico do Brasil (CPRM), através do seu banco de dados, também disponibilizou dados geoquímicos para esta pesquisa. A disponibilidade englobou 25 amostras de sedimentos de corrente, com os respectivos valores de Bário mensurados, distribuídos em Três Rios e adjacências.
29 3.3. COLETA DE DADOS
Posteriormente ao levantamento de dados, foi realizada a etapa de campo e coletas de água superficial e subterrânea para análises das concentrações de bário e análise de parâmetros físico-químicos.
A coleta de dados foi realizada através de expedições em campo. Os pontos de coleta de água foram determinados com base em drenagens e pontos de águas subterrâneas identificadas na cidade de Três Rios e adjacências. Na Tabela1 são apresentados os pontos amostrados: em córregos, em nascente (P14A) e no Rio Paraíba do Sul, que abastece a cidade de Três Rios, além de poços de água subterrânea no Parque Salutaris, no município de Paraíba do Sul.
Tabela 1: Localização dos pontos de amostragens de coleta de água (DatumWGS- 84).
Pontos Descrição do Local/Drenagem Coordenadas UTM/23K
P01 SAAETRI –Rio Paraíba do Sul 681374 7551557
P06 Ponte do Clube Independência – Rio Paraíba do Sul 684454 7552778 P14 Bairro Cantagalo - Córrego São Lourenço 683245 7557125 P14A Bairro Cantagalo - Córrego São Lourenço (Nascente) 683245 7557125
P15 Bairro Purys– Córrego Purys 685169 7555547
P05 Bairro Ponte das Garças– Rio Paraíba do Sul 688087 7552402 P16 Distrito de Bemposta– Córrego Bemposta 701977 7549302
P17 Distrito de Bemposta – Rio Calçado 698563 7554834
P18 Bairro Pilões– Córrego dos Pilões 687993 7550626
P10 Parque Salutaris - Paraíba do Sul - Poço Nilo Peçanha 677034,8 7547859 P11 Parque Salutaris - Paraíba do Sul - Poço Maria Rita 677036 7547898 P13 Parque Salutaris - Paraíba do Sul-Poço Alexandre
Abrãao
677104 7547908
A Figura 3 representa espacialmente os pontos de amostragens de águas naturais em Três Rios e dos poços de água subterrânea em Paraíba do Sul.
30 Figura 3. Localização dos pontos de amostragens. Fonte: Lemos, 2020.
31 As amostragens (Figura4) ocorreram nos dias 10, 11, 16 e 17 de dezembro de 2019.Foram realizadas coletas manuais das amostras, utilizando-se frascos plásticos limpos previamente identificados, rinsados com água a ser amostrada e, após cada coleta, as amostras foram devidamente acondicionadas em gelo. As amostras de água subterrânea foram coletadas considerando as bombas existentes nos poços, com exceção do P04 (nascente) com captação por gravidade, sendo então o volume inicial desprezado e adotado o mesmo procedimento de lavagem do recipiente coletor.
No total foram realizadas 9 coletas em Três Rios e 3 coletas no município de Paraíba do Sul. Após as coletas, as amostras devidamente acondicionadas e preservadas com gelo a temperaturas em torno de 4ºC foram destinadas para análise das concentrações de bário no Laboratório de Análise ALS – Global Solutions.
32 Figura 4. Atividade de amostragens de águas naturais. Foto: Lemos, 2020
33 3.4. TRATAMENTO DOS DADOS
Como subsídio para interpretação dos dados desta pesquisa foram realizadas análises baseando-se em estatística descritiva, bem como uma análise da matriz de correlação Spearman, comumente utilizada em interpretação de dados geoquímicos ambientais. Considerando dois vetores aleatórios x e y de tamanhos n com médias x e y respectivamente. O coeficiente de correlação entre essas variáveis pode ser calculado por coeficiente de Spearman:
Onde:
-Diferença entre cada posição de x e y.
Para a análise de Spearman, foram consideradas que correlações de 0,9 para mais ou para menos indicam uma correlação muito forte; 0,7 a 0,9 positivo ou negativo indica uma correlação forte; 0,5 a 0,7 positivo ou negativo indica uma correlação moderada; 0,3 a 0,5 positivo ou negativo indica uma correlação fraca; 0 a 0,3 positivo ou negativo indica uma correlação desprezível.
O software utilizado nessas análises foi o Statistica® versão 8.Valores outliers, que fogem da normalidade, não foram considerados pois afetariam a consistência e qualidade das afirmativas.
34
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. ANÁLISE DE DADOS PARA O BÁRIO EM ROCHAS, SOLOS, ÁGUAS E SEDIMENTOS
4.1.1 Bário nas Rochas
Vinogradov (1959) ressalta que o conteúdo médio do bário é maior para rochas ácidas comparando-as com rochas intermediárias, básicas e ultrabásicas. O quantitativo nas rochas ácidas é inclusive similar às rochas sedimentares podendo, portanto, estender essa observação aos sedimentos. Baseando-se nessa premissa, foi realizada uma análise de dados secundários das concentrações de bário do Complexo Juiz de Fora na região de Três Rios (RJ), que possui ampla variedade composicional de protólitos com composição granítica a rochas básicas (André et al. 2009).
André et al. Op. Cit., p 777 quantificou as concentrações de bário em rochas félsicas e as concentrações de bário variaram de 197 ppm a 2325 ppm, sendo a média 812,3 ppm e mediana 363,5 ppm. Krauskopf (1967) apresenta um média de 600 ppm de bário para os granitos em geral, sendo a concentração média litogeoquímica referente a granitos do Complexo Juiz de Fora de 462 ppm, abaixo portanto, do padrão de Krauskopf. Para rochas intermediárias, a concentração máxima de bário obtida foi689ppm, o valor mínimo 236 ppm, além de média e mediana respectivamente de 483,4ppm e 494 ppm. No caso de rochas básicas para a região, valores de bário foram quantificados e tiveram como valor mínimo de 29 ppm que variou até 1261 ppm, com uma média de 552 ppm e mediana de 536 ppm. Krauskopf (1967)apud Rohde (2013) também propõe uma concentração de bário genérica para basaltos (250 ppm). A concentração média dos representantes litogeoquímicos de basaltos no Complexo Juiz de Fora foi de 555 ppm, acima portanto da média proposta por Krauskopf. As concentrações detalhadas por rocha encontram-se na tabela a seguir:
35 Quadro 3: Composição química das rochas do Complexo Juiz de Fora da região de Três Rios
Amostras Ba (ppm) Litogeoquímica Série magmática Classificação modal Coordenadas TR-JEF-03B 197 Álcali-feldspato-granito Alto-K Monzogranito (plutônica) 690154 7553449 TR-JEF-04ª 296 Álcali-feldspato-granito Alto-K Sienogranito (plutônica) 693570 7555105
JÁ-17-JEFC 2325 Quartzo-monzonito Alto-K
Quartzo sienito (plutônica) 662741 7540743 TR-JEF-01-C1 431 Granito Médio-K Granodiorito (plutônica) 688766 7554730 TR-JEF-03C 397 Granito Médio-K Granodiorito (plutônica) 690154 7553449 TR-JEF-01ª 298 Granito Médio-K Granodiorito
(plutônica) 688766 7554730 ECII-98-I-10 684 Granodiorito Médio-K Granodiorito (plutônica) 695453 7557216 TR-JEF-04C 689 Granito Médio-K Granodiorito (plutônica) 693570 7555105 TR-JEF-04B 494 Granito Médio-K Granodiorito (plutônica) 693570 7555105
JÁ-17-JEFD 586 Granodiorito Médio-K
Tonalito (plutônica) 662741 7540743 ECII-98-I-15ª 236 Andesito Toleítico Quartzo dioritos (plutônica) 698993 7558756 ECII-98-IV-50 536 Quartzo-monzodiorito Alto-K Quarto dioritos (plutônica) 694507 7557514 ECII-97-I-10F 167 Basalto Toleítico Basalto (vulcânica) 690112 7553298 ECII-97-III-11 565 Traquiandesito basáltico Toleítico Basalto (vulcânica) 681550 7549667 JÁ-17-JEFB 1115 Traquiandesito basáltico Toleítica Basalto (vulcânica) 662741 7540743 TR-JEF-01 29 Basalto Toleítica Basalto
(vulcânica) 688766 7554730 TR-JEF-03ª 190 Basalto Toleítico Basalto
(vulcânica) 690154 7553449
JÁ-17-JEFA 1261 Traquibasalto Alcalina
Basalto
(vulcânica) 662741 7540743 Fonte: André et al., 2009.
Considerando o número amostral das rochas e a variedade litogeoquímica, não foi possível estabelecer relações substanciais entre as concentrações de bário e a tipologia das rochas do Complexo Juiz de Fora, sendo possível perceber apenas uma tendência de enriquecimento atípico do bário nas rochas básicas.
36 Quanto ao Complexo Paraíba do Sul, seria relevante fazer comparações de suas concentrações de bário, mas não foi possível devido a indisponibilidade de dados litogeoquímicos com valores de bário para as referidas rochas. Ressalta-se que, como o Complexo Paraíba do Sul possui um protólito sedimentar, há possibilidades que as concentrações de bário para essas rochas também apresentem relevância na contribuição de valores anômalos nos solos e sedimentos da região.
4.1.2 Bário nos Solos
Quanto à caracterização dos solos (Tabela 2), foram identificadas 5 classes de solo no município de Três Rios (CPRM) sendo elas: o Argissolos e o Latossolos com maiores representatividades no território, além de Neossolos, Cambissolos e Gleissolos com menores representatividades (Figura 5). As concentrações de bário por tipologia de solo descritas por Silva (2018) e Masterplan (2015), foram de 64,6 ppm a 188,3 ppm para Argissolos, 162,5 ppm a 563,4 ppm para Latossolos. Considerando dinâmicas de transportes aluviais e coluviais, esses materiais geológicos transportados apresentaram concentrações que variaram de 196,5 ppm a 543,7 ppm. As concentrações também foram quantificadas por profundidade, considerando solos rasos (até 1,00 m de profundidade) e solos profundos (de 1,00 até 5,00 m de profundidade). Para solos profundos, a concentração máxima foi 543,7 ppm, mínima 116,7 ppm, média 188,3 ppm e mediana 292,2 e para solos rasos, a concentração máxima foi 563,4 ppm, mínima 64,6 ppm, média 256,3 ppm e mediana 210,0 ppm, sem destaques portanto, para variações em relação a profundidade.
Analisando os teores de bário no solo em relação ao padrão federal (CONAMA 420/2009), das 14 amostras de solos de estudos anteriores, 9 amostras foram identificadas com concentrações de bário superior ao limite de prevenção (150 mg/kg), que indica a capacidade do solo manter suas funções. Dessas 9 amostras, 4 amostras apresentaram valores acima do valor de Investigação – Agrícola (300 ppm) e 2 acima do valor Residencial (500 ppm), podendo oferecer riscos potenciais conforme o grau de exposição.
37
PERFIL 6
PERFIL 6
SILVA, 2018
MASTERPLAN, 2015
38 Tabela 2: Concentrações de Bário no Solo.
Ponto Matriz Localização Bário (ppm)
X(m) Y(m) Solo raso
(mg/kg) Profundid ade (m) Solo profundo (mg/kg) Profundid ade (M) perfil 1 Latossolo Ver-Am 697770,68 7554185, 54 115,41 1,00 85,61 4,00 perfil 2 Argissolo Ver-Am 697752,25 7554224, 53 64,6 1,00 116,7 3,00 perfil 3 Argissolo Vermelho 697767,29 7554325, 86 120 1,00 188,3 2,00 perfil 4 Latossolo Amarelo 697840,12 7554236, 34 248,7 1,00 449,8 5,00 perfil 5 Latossolo Verm-Am 697860,57 7554221, 32 563,4 1,00 162,51 2,00 perfil 6 Sedimentos Coluviais 697826,22 7554088, 85 391,2 1,00 543,7 2,50 Hel-Sed Latossolo 684879,56 7555353, 46 210 - - - Hel-Solo Sedimentos Aluviais 684866,76 7555357, 61 196,5 - - -
Fonte: Masterplan, 2015 e Silva, 2018.
Quanto os valores de referência estaduais, São Paulo estabeleceu um padrão de 75 ppm para as concentrações de bário. Analisando as amostras de solo da área de estudos em relação ao padrão de São Paulo, das 14 amostras de solo, 13 estariam acima do limite. Por Minas Gerais (93 ppm), 12 estariam acima do limite. Considerando o limite do estado da Paraíba (117,41 ppm), 10 acima. Já Pernambuco (84 ppm), 12 estariam acima do limite. E considerando os valores propostos por Lima (2015) para todo o Estado do RJ de 76 ppm, apenas 1 amostra estaria dentro do limite de referência e para Matos (2014) que propõe 41 ppm para a região do médio vale do Paraíba do Sul, todas amostras estariam acima do limite.
As análises realizadas para os solos de Três Rios apontam, portanto, que o bário possui concentrações anômalas para essa esfera, principalmente em relação a outras regiões do estado do Rio de Janeiro.
39 4.1.3 Bário nas águas Subterrâneas
4.1.3.1 Análise de dados pré-existentes
Os dados de bário em água subterrânea foram extraídos de levantamentos realizados junto a base de dados do Instituto Estadual do Ambiente (INEA), para o período 2016 a 2020 e relatórios de estudos de impactos ambientais realizados na área.
As concentrações de bário em água subterrâneas nas imediações de Três Rios variaram entre 0,357 mg/l e 0,063 mg/l, sendo a média de 0,176 mg/l e a mediana 0,131 mg/l. A Tabela 3 e Figura 6 apresentam os dados de bário para as águas naturais.
Tabela 3: Concentrações de Bário na água subterrânea – dados pré-existentes.
Ponto Descrição do
Local
Localização Profundidade Litologia Bário
(ppm)
X(m) Y(m) mg/L
Poço 01 Área Aterro 697605,3 7555341,6 6,00 Areia
siltosa 0,357 Poço 02 Área Aterro 697898,4 7554533,27 4,80 Areia
siltosa 0,122 Poço 03 Área Aterro 698120 7554533,27 5,20 Argila
arenosa 0,115 Poço 04 Área Aterro 697773 7554209,23 6,00 Silte
arenoso 0,063 Poço 05 Área Aterro 697909,4 7554153,62 5,50 Argila
arenosa 0,336 Poço 06 Área Aterro 698131 7554170 4,20 Areia
siltosa 0,164 Ball 01 Ball
Embalagens 688758 7554006 104 Gnaisses 0,14 Ball 02 Ball
Embalagens 688641 7554035 163 Gnaisses 0,11 Fonte: Masterplan, 2015. Banco de dados do INEA 2016-2020.
40 Figura 6. Localização das amostras de água subterrânea Fonte: Lemos, 2020.
41 Das amostras de água subterrâneas avaliadas, nenhuma ultrapassou o limite de 0,7 mg/L estabelecido pela CONAMA 420/2007 (investigação), CONAMA 396/2008 (consumo humano e recreação) e a Portaria de Consolidação N° 5/2017 do Ministério da Saúde - MS (padrão de potabilidade).
Apesar de poucos, os dados pré-existentes de água subterrânea apresentaram baixas concentrações de bário, tanto para poços rasos (< 30 m) quanto para poços profundos (>30 m), indicando que a disponibilidade de bário nas águas de subsuperfície é pouco relevante no que tange consumo humano, não sendo verificada, portanto, enriquecimento relevante desse metal na água subterrânea, ainda que os solos da região apresente frequentemente valores anômalos.
4.1.3.2 Análise dos dados coletados
Dados obtidos a partir da coleta de água subterrânea nos poços do Parque Salutaris/ Paraíba do Sul (três amostras) e no Córrego São Lourenço em Cantagalo/Três Rios (uma amostra) estão descritos na tabela a seguir (Tabela 4). Os valores de concentração de bário variaram entre 0,113 mg/l e 0,069 mg/l, sendo a média de 0,093 mg/l. Os dados primários também indicaram que as águas subterrâneas não apresentam anomalias para o elemento bário.
Tabela 4: Concentrações de Bário na água subterrânea – dados primários.
Ponto Descrição do Local X Y Profundidade Litologia Bário (ppm)
P04 Bairro Cantagalo - Córrego São Lourenço (Nascente) 683499 7552720 0 m Complexo Paraíba do Sul 0,0927 P10 Paraíba do Sul - Pq Salutaris - Nilo Peçanha (alcalina) 677067 7547808 128 m Complexo Juiz de Fora 0,0685 P11 Paraíba do Sul - Pq Salutaris -Maria Rita (magnesiana) 677059 7547798 50 m Complexo Paraíba do Sul 0,113 P13 Paraíba do Sul - Pq Salutaris -Alexandre Abraão (ferruginosa) 677030 7547802 130 m Complexo Paraíba do Sul 0,0974
42 4.1.4 Bário nas Águas Superficiais
4.1.4.1 Análise de dados pré-existentes
Os dados secundários de água superficial analisados para a região de Três Rios consistiram nos dados mais distintos para valores de bário, sendo identificadas variações entre 2,9 mg/l e 0,11 mg/L. Os altos valores nesse meio identificado em trabalho anterior (EIA-RIMA CTDRS-TR – Ecologic, 2015) estimularam a coleta e análises de dados primários para esta pesquisa estando os valores definidos nessa pesquisa apresentados abaixo.
A descrição quanto a tipologia e denominação das drenagens no EIA-RIMA não estava clara. Duas amostras ultrapassaram o limite estabelecido de 0,7 mg/l nas Resolução 357/2005 (consumo humano nos rios de classes 01 e 02). Considerando a Portaria de Consolidação N° 5/2017 do Ministério da Saúde - MS, 2 amostras estão fora dos padrões de potabilidade e apresentam risco à saúde. Os dados estão apresentados na Tabela5 e Figura 7 a seguir:
Tabela 5: Concentrações de Bário na água superficial – dados secundários.
Ponto Localização Drenagem Bário
(ppm) X(m) Y(m) mg/l CTDRS 01 688807,8 688807,8 drenagem 0,11 CTDRS 01A 688834,2 7556717 - 0,44 CTDRS 02 688759,9 7556770 várzea 0,96 CTDRS02A 688120,2 7556572 - 0,43 CTDRS02B 688375 7556633 - 0,7 CTDRS03 688828,3 7556414 várzea 2,9 CTDRS04 688576,8 7556454 nascente 0,12 CTDRS05 688831,5 7556155 - 0,25 CTDRS06 688892,4 7556029 - 0,22 Fonte: Ecologic, 2015.
43 Figura 7. Localização das amostras de água superficiais. Fonte: Lemos, 2020.
44 As duas amostras com maiores concentrações de bário equivalem a águas superficiais coletadas a partir de várzeas (Figura 8), com drenância deficiente característica e, consistem, portanto, em áreas alagadas com maior de influência geoquímica do solo, se comparados a outras drenagens superficiais (córregos e rios).
Figura 8. Atividade de amostragens de águas superficiais pela Ecologic.
4.1.4.2 Análise de dados coletados
Os altos valores de bário identificados a partir de dados pré-existentes estimularam a coleta de dados para as águas superficiais. A partir desta pesquisa, coletas realizadas em novembro de 2019 permitiram identificação de valores de bário em amostras de rios com variação de 0,043 mg/L a 0,0247 mg/L. Para córregos, a máxima foi de 0,115 mg/L e a concentração mínima foi 0,0565 mg/L. O valor médio tanto para rio como córrego foi de 0,0649 mg/L e a mediana de 0,04955 mg/L. A Tabela 6 apresenta esses dados primários.
45 Tabela 6: Concentrações de Bário na água superficial – dados primários.
Ponto Localização Drenagem Bário (ppm)
X(m) Y(m) mg/l
P01 692084 7553679 Rio Paraíba do Sul
(SAAETRI) 0,025
P06 684652 7552720
Rio Paraíba do Sul (Ponte do Clube Independência) 0,043 P14 683499 7552720 Córrego São Lourenço (Bairro Cantagalo) 0,115 P15 685169 7555547 Córrego Purys 0,097
P05 688084 7552403 Rio Paraíba do Sul
(Ponte das Garças) 0,036
P16 701977 7549302 Córrego 0,056
P17 698563 7554834 Rio Calçado (Distrito
de Bemposta) 0,042
P18 687993 7550626 Córrego (Pilões) 0,106
Os dados primários não apontaram valores anômalos para o bário dissolvido em água superficial. Os altos valores identificados em águas superficiais coletados em ambiente de várzea podem ser resultantes de relevantes trocas catiônicas com os solos dessas áreas, que comumente são mais enriquecidos em matéria orgânica (Cipriano-Silva et al,2014).
4.1.4 Bário em Sedimentos
As amostras de sedimentos (Quadro 4) abrangeram além do município de Três Rios a área de Paraíba do Sul, Sapucaia, Levy Gasparian e Areal (Figura 9). As concentrações de
46 bário em sedimento variaram em 362,7 mg/kg a 46,5 mg/kg, com uma média de 139,504 mg/kg e mediana de 131,2 mg/kg. A Resolução CONAMA nº 454/12, a fim de avaliar as condições de disposição de material dragado em seu artigo 18, inciso II diz que caso o material apresente concentrações maiores que o Valor de Prevenção (150 mg/kg) e menores que o Valor de Investigação Industrial (750 mg/kg), se faz necessário estudos de viabilidade técnica e locacional para implantação e programas de monitoramento dentro dos processos de licenciamento ambiental. Das 25 amostras de sedimentos avaliadas, 11 excederam o Valor de Prevenção e foram menores que o Valor de Investigação Industrial estabelecidos pela Resolução CONAMA 420/2009, norma de referência. Nenhuma amostra excedeu o valor de Investigação Industrial, quando os materiais devem ser encaminhados a unidades de disposição confinada ou aterros licenciados.
A Figura 9 representa os pontos de coleta de sedimentos sobre o mapa geológico. Há uma grande variedade de rochas com composições mineralógicas que se distribuem ao longo dos municípios. Olitotipo predominante em 9 amostras está classificado como Quartzito, compreendendo o Complexo Quirino e rochas Hornblenda-biotita gnaisse migmatítico e biotita-gnaisse migmatítico, com enclaves de rochas básicas. Dentro do Grupo Paraíba do Sul, estão 8 amostras representadas pelas: Sillimanita-granada-muscovita-biotita gnaisse bandado com intercalações de biotita gnaisse, mármore, rochas calcissilicáticas, gondito, anfibolito e quartzito. Representado por 7 amostras estão o Grupo Andrelândia: Unidade Conservatória -granada-biotita gnaisse; sillimanita--granada-biotita gnaisse bandado, migmatítico, com intercalações de anfibolito e quartzito. As rochas do Complexo Juiz de Fora, afloram como Ortogranulitos de composição variada, incluindo rochas charnockíticas,charno-enderbítica, enderbítica e rochas gabroicas.
47 Quadro4. Concentrações de Bário e outros elementos presentes nas amostras de sedimentos (mg/kg). Fonte dos dados: CPRM
ID Município X Y Ba Be Ca K La Li Mg Na P Sr AAS828 LG -43,285278 -22,045833 93,8 0,6 0,03 4100 15 12,6 4600 100 187 3,3 AAS833 TR/S -43,008056 -22,044722 153,3 0,9 700 700 20 16,6 2700 100 286 6,6 AAR282 TR -43,074722 -22,099444 46,5 0,3 800 2000 19 11,3 1500 100 209 3 AAS834 TR -43,056944 -22,119444 120,4 0,5 500 1900 20 9 1700 100 413 3,8 AAR283 TR -43,143611 -22,126944 136,5 0,7 1600 3600 49 29,2 3000 200 533 8,4 AAR284 TR -43,143611 -22,126944 131,2 0,6 1600 3600 54 28 3000 200 502 7,8 AAS842 TR -43,124444 -22,133889 68,7 0,4 700 2300 20 7,6 2300 100 152 2 AAS836 TR -43,085 -22,161389 47,4 0,4 500 1400 42 6,4 1200 200 492 3,1 AAS841 TR -43,1 -22,146667 99,6 0,7 1400 2800 24 10,6 2400 100 703 6,6 AAS840 TR -43,033056 -22,179444 49,9 0,3 500 1600 10 5,8 1500 100 260 2,4 AAS835 A -43,084444 -22,193889 103,6 0,6 500 2500 25 9,9 2400 200 267 5,1 AAS167 A -43,159722 -22,202778 152,9 0,7 1800 4400 30 28,8 4000 200 651 10,5 AAS832 PS -43,206389 -22,228056 77 0,7 1300 1700 13 10,9 2200 100 323 5,9 AAS831 PS -43,231944 -22,198611 194 0,6 1600 2500 15 9,3 2800 100 624 12,5 AAR288 PS -43,278889 -22,140278 262 0,8 1300 7600 160 22,8 4700 200 583 18,3 AAS826 PS -43,268889 -22,0925 182,9 0,5 300 1700 28 4,9 1700 100 427 8,9 AAS827 PS -43,284167 -22,100556 71,4 0,6 400 1200 23 3,7 700 100 550 5,9 AAR285 PS -43,293056 -22,183333 179 0,7 2300 3800 66 16,6 4000 200 506 10,4 AAS825 PS -43,318611 -22,139722 192,4 0,6 600 3800 14 8,2 3800 100 396 11,6 AAS824 PS -43,347778 -22,120556 155,4 0,6 400 2800 25 7,4 2600 100 417 8,8 AAS823 PS -43,378056 -22,108611 362,7 0,8 1900 4200 37 9,6 4600 200 1666 29,1 AAS822 PS -43,363056 -22,135556 67,6 0,2 300 1100 23 3,2 1000 100 222 5,6 AAS821 PS -43,402222 -22,134167 128,6 0,2 100 2900 3 1,6 200 100 471 2,3 AAS819 PS -43,3725 -22,195556 192,9 0,7 1900 4600 22 9,9 5100 200 689 8,8 AAS820 PS -43,3725 -22,195556 217,9 0,5 600 2500 19 7,7 2300 100 1614 9,5
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