CONCENTRAÇÕES DE METAIS PESADOS NOS SEDIMENTOS DE FUNDO DA BAÍA DE GUANABARA – RJ.
José Antônio Baptista Neto Departamento de Geografia/FFP – UERJ Departamento de Geologia/LAGEMAR - UFF Abstract.
Ninety-two surface sediment samples were collected in Guanabara Bay, one of the most prominent urban bays in SE Brazil, in order to determine the spatial distribution of anthropogenic pollutants. The concentrations of heavy metals, organic carbon and particle size were examined in all samples. Large spatial variations of heavy metals and particle size were observed. The highest concentrations of heavy metals were found in the muddy sediments from the north western region of the bay near the main outlets of the most polluted rivers, municipal waste drainage systems and one of the major oil refineries. Another anomalous concentration of metals was found adjacent to Rio de Janeiro Harbour. The heavy metal concentrations decrease to the northeast, due to intact rivers and the mangrove systems, in this area, and to the south where the sand fraction and open-marine processes dominate. The geochemical normalization of metal data to Li or Al has also demonstrated that the anthropogenic input of heavy metals have altered the natural sediment heavy metal distribution.
Introdução
Os estuários são ecossistemas marinhos costeiros que se formaram durante a última transgressão marinha, quando o nível do mar se encontrava em torno de 100m abaixo do nível atual, em função da última glaciação. Os estuários e baías sofrem influência tanto de processos continentais quanto marinhos, fazendo com que atuem como bacias de sedimentação para o material de origem terrestre e para o que está sendo transportado ao longo da costa, assim como poluentes e nutrientes.
No Brasil, a maior parte da população está concentrada na região costeira e adjacências, devido à sua ocupação histórica como efeito da colonização a partir do ano de 1500 e,
conseqüentemente, ao maior desenvolvimento destas áreas (Amador, 1992).
Durante as últimas décadas, a urbanização extensiva e descontrolada ao redor da Baía de Guanabara (RJ) conduziu à erosão intensa do terreno circunvizinho e, conseqüentemente, a um maior aporte de sedimentos para a mesma. Este aumento na descarga sedimentar vem provocando elevadas taxas de assoreamento ( Amador, 1980b, 1982, 1997; Godoy et.al 1991) e afetando a qualidade ambiental deste estuário, uma vez que, além dos sedimentos, vários poluentes industriais e domésticos associados aos sedimentos, são despejados diariamente na baía.
Conseqüentemente, a Baía de Guanabara
é considerada um dos ambientes mais
degradados do litoral brasileiro (Leal &
Wagener, 1993, Vandenberg & Rebello, 1986; Leal & Wagener, 1993; Baptista Neto et al., 2000; Faria & Sanches, 2001; Vilela et al. 2004).
O objetivo deste trabalho é o de caracterizar a concentração e a distribuição de metais pesados nos sedimentos de fundo de toda a Baía de Guanabara, com o objetivo de se determinar a extensão da poluição na Baía.
Metodologia
Os sedimentos de fundo foram coletados em novembro de 1999 com um amostrador Van veen em 92 estações (Figura 1), o que cobriu praticamente toda a extensão da Baía da Guanabara.
Os sedimentos foram coletados cuidadosamente na parte central do amostrador, utilizando-se uma colher de plástico com objetivo de evitar a contaminação metálica, as amostras foram armazenadas em containeres de PVC e mantidas congeladas até a análise.
Análises
A análise granulométrica foi realizada utilizando-se o método de peneiramento e pipetagem, após a eliminação de matéria orgânica com H2O2. A concentração de carbono total, carbono inorgânico e S foram determinadas utilizando-se um equipamento CS infrared analyser modelo Eltra Metalyt 1000CS. Os metais foram determinados por digestão total da amostra com HF/HClO3 e analisados através de um ICP-AES.
Resultados e Conclusões
A Baía de Guanabara está localizada “dentro” da Segunda maior metrópole brasileira, estando sujeita a intensas atividades antrópicas.
Consequentemente afetando a qualidade dos sedimentos de fundo Baía de Guanabara.
A grande variação espacial da contaminação de metais pesados nos sedimentos superficiais na Baía de Guanabara, pode ser relacionada em larga escala à diferenças na granulometria, conteúdo de Matéria Orgânica, hidrodinâmica, e principalmente à influência antropogênica. O problema de poluição na Baía de Guanabara, tem aumentado siginificantemente nas últimas décadas, devido ao dejetos industriais, ao escoamento superficial urbano, deposição atmosférica, os rios poluidos e às atividades navais.
Com base nas análises dos dados foi possível dividir a Baía de Guanabara em quatro regiões (Figura 2), com diferentes níveis de poluição ambiental.
A área noroeste da baía e o porto do Rio
de Janeiro, onde predomina uma
sedimentação lamosa, com taxas de até
7% de matéria orgânica, apresentam as
maiores concentrações de metais
pesados na Baía de Guanabara. A área a
NW da Baía de Guanabara recebe a
descarga dos rios mais poluidos de toda
a baía, e abriga uma das principais
refinarias de petróleo do país. Já no caso
do porto do Rio de Janeiro, as
concentrações de metais pesados estão
associadas a atividades naviais e à
descarga do canal do mangue, que é um
dos rios mais poluidos da baía. A área
nordeste, que também é uma área de
baixa circulação e sedimentação lamosa
com predomínio de argila, contudos
mostra condições ambientais melhores,
devido à preservação das áreas de
mangue na costa. As concentrações de metais pesados nesta área são mais baixas, comparando-se com a região noroeste, que tem uma sedimentação parecida.
A terceira área é localizada na entrada da Baía de Guanabara, que é uma área afetada por fortes processos marinhos de troca de água, com uma sedimentação arenosa e baixas concentrações de matéria orgânica.
Consequentemente, devido às características dos sedimentos e as condições ambientais da área, as concentrações de metais pesados é muito baixa. E a última área que é uma zona transicional (Fig. 2) entre as áreas onde ocorrem as maiores concentrações de Metais Pesados e as áreas com as menores concentrações.
Quando comparado com os níveis de metais pesados da área de estudo com outros ambientes costeiros (Tabela 1), observa-se que os níveis de Cu, Zn, Pb e Cr são muito mais altos que outras áreas e também mostra um forte enriquecimento quando comparado com os valores de background da área. A normalização dos dados mostra que a Baía de Guanabara esta fortemente poluída, particularmente em relação aos elementos Zn, Pb, Cu e Cr.
Referencias
Amador, E. S. 1980. Assoreamento da Baía de Guanabara – taxas de sedimentação. Anais da Academia Brasileira de Ciências. 52(4): 723- 742.
Baptista Neto, J.A., Smith, B.J. &
Mcalliste, J.J. 2000. Heavy metal concentrations in surface sediments in a nearshore environment, Jurujuba Sound, SE Brazil.
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Faria, M.M. & Sanchez, B.A. 2001.
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73(1): 121-133.
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B. 1998. A study of Guanabara Bay sedimentation rates. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 227 (1-2): 157-160.
Leal, M. & Wagener, A. 1993:
Remobilization of anthropogenic copper deposited in sediments of a tropical estuary. Chemical speciation and bioavailability, 24(1): 31-39.
Rebello, A., Haekel, W., Moreira, I., Santelli, R. & Schroeder, F. 1986.
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Vandenberg, C. & Rebello, A.L. 1986.
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Vilela, C.G., Batista, D.S., Baptista Neto, J. A., Crapez, M. &
McAllister, J.J. 2004. Benthonic
Foraminifera distribution in a high
polluted sediment from Niterói
Harbour (Guanabara Bay), Rio de
Janeiro, Brazil. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 76(1): 1-11.
Wagener, A.L.R. 1995. Burial of organic carbon in estuarine zones – estimates for Guanaraba Bay, Rio
de Janeiro. Química Nova 18(6):
534-535.
7490000748000074700007460000
710000 710000
700000 690000
690000 680000
680000
7460000747000074800007490000
Governador Island
Paquetá I.
Niterói Rio de Janeiro
Atlantic Ocean
2500 0 2500 5000 7500 Meters
Córrego Alegre / UTM zone 23 S 1
2 3
4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 17 16 18 19 20 21 22 23
24 25
26 27
28 29 92
91 90 89 88 87
86 31
32 33 35 34 36 37
38 39
40 42 41
43 44 45 46 49
50 51 47 48
52
53 54 55
56 57
58 59
60 61 62 63
64 65 6667
68 69 70
71 7372 74
75 76 77 78 79 80 81 82
83
85 84 30
Figura 1 - Mapa de localização da área de estudo e das amostras analisadas.
1
2
3
4
7490000748000074700007460000
710000 710000
700000 690000
690000 680000
680000
7460000747000074800007490000
Rio de Janeiro
Atlantic Ocean
11 1 1 1 1
1 11 1
1
1 1
2 2 2
2 2 2 2
2 2 2
2 22
2 2 22
2 22 2 2 2
2
2 333
3 3
33 3
3 3 3
3 33
3 3 3 3 2 4 4 4
4 4 4 4
44 4 4
44 4 4 44
4 4
4 4
44 4 4 44 444 4 2 4
4
Figura 2 – Análise de cluster dos dados da Baía de Guanabara.
Table 1 – Concentração de metais Pesados na area de estudo (mínimo - máximo)(média), comparados com valores da literatura.
Location Pb (ppm)
Zn (ppm)
Cu (ppm)
Cr (ppm)
Ni (ppm)
Co (ppm)
References Guanabara Bay 2-193
40
5-755 149
2-188 40
2-413 64
1-35 15.5
1-20 9
This study
Background1 24.4 58.4 9 40.5 27 19 Baptista Neto et al.
(2000) Sepetiba Bay 6.5-83 18.1-795 2.1-166 23.7-121 - - Lacerda et al.
(1987) Taylor Slough
(Everglades)
29-150 76-718 31-220 96-807 51-238 0-34 Gough et al. (1996) Gulf of
Carpentaria - Australia
1-13 6
5-79 20
1-10 5
3-47 12
0-6 6
0-7 3
Cox & Preda (2003) Florida Bay -
USA
1.9-25.8 9-61 6.4-32 57-347 4.9-54 1-9.6 González-Caccia (2002) Ganges Estuary -
India
12-115 12-611 4-53 21-100 8-57 - Subramanian et al.
(1988) Posajes Port -
Spain
45-346 477- 1.390
25-372 - 17-99 - Legorburu &
Coanton (1991) Average Shale
20 95 45 90 68
Turekian &
Wedepohl (1961).
Worlds surface rock
16 127 32 71 49 - Martin & Meybeck
(1979)
1
