Fundação Universidade Federal do Rio Grande Departamento de Geociências
Laboratório de Oceanografia Geológica
Programa de Recursos Humanos nº27 ANP/ MME/MCT Estudos Ambientais nas Áreas de Atuação da
Indústria do Petróleo
ASPECTOS SEDIMENTARES DO ESTUÁRIO
DA LAGOA DOS PATOS E SUA INTERAÇÃO COM
A POLUIÇÃO POR PETRÓLEO: SUBSÍDIOS PARA
UM PLANO DE CONTINGÊNCIA
Monografia de Graduação
João Pedro Demore
Orientador: Gilberto H. Griep
Co-orientador: Guilherme T.N.P. de Lima
Rio Grande Novembro de 2001
Índice
1 – Agradecimentos .1 2 – Resumo .2
3 – Introdução .2
3.1 - O contexto deste trabalho .2 3.2 - O estuário da Lagoa dos Patos .3 3.3 - A poluição por petróleo .4
3.4 - Fontes da poluição por petróleo .4
3.5 - Efeitos ambientais da poluição por petróleo .5 4 – Objetivos .7 5 - Material e métodos .8 5.1 - Caracterização sedimentológica .8 5.1.1 - Banco de dados .8 5.1.2 - Região submareal .9 5.1.3 – Região intermareal .9 6 - Resultados e discussão .9 6.1 - Caracterização sedimentológica .9 6.1.1 - Sedimento em suspensão .9 6.1.2 - Região submareal .11 6.1.3 – Região intermareal .13
6.2 - Interação do petróleo com o sedimento .14 6.2.1 - O destino do petróleo derramado .14
6.2.2 - O petróleo e os sedimentos em suspensão .17 6.2.3 - O petróleo e os sedimentos subaquáticos .17 6.2.4 - O petróleo nas praias .19
6.2.5 - O petróleo em substratos consolidados .20 7 - Simulação de um derramamento de óleo .21
7.1 - Local do experimento .21 7.2 - Montagem do experimento .21 7.3 - Amostragem .22
7.4 - Detecção do óleo .23
7.5 - Resultados do experimento .23
8 - Proposta para ações remediadoras em caso de derramamento de petróleo no Estuário da Lagoa dos Patos para os diferentes ambientes .24
9 - Conclusões .26
Índice de anexos
1 - Mapa de localização do Estuário da Lagoa dos Patos 2 - Classificação dos sedimentos segundo Shepard
3 - Distribuição das concentrações de cascalho no sedimento 4 - Distribuição das concentrações de areia no sedimento 5 - Distribuição das concentrações de silte no sedimento 6 - Distribuição das concentrações de argila no sedimento
7 - Distribuição das concentrações de finos (silte + argila) no sedimento 8 - Classificação dos sedimentos segundo sua média granulométrica 9 - Classificação dos sedimentos segundo sua mediana
10 - Classificação dos sedimentos segundo seu grau de seleção 11 - Classificação dos sedimentos segundo sua curtose
12 - Classificação dos sedimentos segundo a sua assimetria 13 - Mapa de classificação dos segmentos de contorno do estuário 14 - Mapa do local do experimento
15 - Local do experimento em águas rasas 16 - Local do experimento em uma praia 17 - Fotos de alguns testemunhos abertos
“Se eu pudesse deixar algum presente a você, deixaria aceso
ao sentimento de amar a vida dos seres humanos. A
consciência de aprender tudo o que foi ensinado pelo tempo
a fora. Lembraria os erros que foram cometidos para que
não mais se repetissem. A capacidade de escolher novos
rumos. Deixaria para você se pudesse, o respeito àquilo que
é indispensável: Além do pão, o trabalho. Além do
trabalho, a ação. E, quando tudo mais faltasse, um
segredo: o de buscar no interior de si mesmo a resposta e a
força para encontrar a saída.”
(Mahatma Gandhi)
“Imaginação é mais importante que conhecimento"
(Albert Einstein)
1 - Agradecimentos
Os maiores de todos os agradecimentos vão à Mãe, ao Pai e à Bi (mana) que sempre me apoiaram e incentivaram a seguir em frente, dando grandes conselhos na hora certa e total liberdade às minhas decisões.
Aos meus professores, orientadores e amigos Tagliani, Griep, Guilherme e Baisch que, além de me abrirem grandes portas no LOG sempre deram as dicas especiais que me ajudaram muito no traçado de meu futuro profissional. Espero ter aproveitado ao máximo as oportunidades que me foram dadas.
Michel, Luciana, Calliari, Caco, Loreta, Fredy, Fernandão, Benvenutti, Niltão, e todo pessoal do LOG, que me deram grande ajuda colaborando muito com a realização deste trabalho.
À algumas empresas e aos órgãos financiadores deste trabalho como a Petrobrás (Através da Fundação Bio-Rio/Petrobrás/FURG para a elaboração do Mapa de Sensibilidade para o Estuário de Rio Grande), Agência Nacional do Petróleo (Programa de Recursos Humanos para o Setor de Óleo e Gás, PRH (27) – ANP/MCT/MME) e Ipiranga (pela doação do óleo utilizado no experimento).
Algumas pessoas tiveram uma participação muito especial nestes ótimos anos de Oceanografia. São os grandes amigos Jeison, Mateus, Seninha, Regina, Scooby, Fernando, Michel, Marina, Felipe, o Comando Biguá e muitos outros que não estão aqui citados. Em especial a todo o pessoal de 97. Realmente, no Cassino se fazem amizades eternas!
2 - Resumo
No Estuário da Lagoa dos Patos existe um intenso fluxo de navios de carga devido à presença do Porto de Rio Grande. Embora não se caracterize por um grande volume de operações no segmento do petróleo, possui dentro de sua matriz industrial retroportuária algumas empresas do setor. Assim, o Porto de Rio Grande está sujeito a impactos ambientais provenientes das suas diversas operações.
É importante que, em áreas vulneráveis como esta, sejam conhecidas as suas características ambientais para que possam ser traçados planos de contingência para casos de derramamento de petróleo, identificando os ambientes mais sensíveis e priorizando a proteção dos mesmos. Assim o conhecimento das características sedimentares do Estuário da Lagoa dos Patos tem um destaque especial, pois além de refletir a dinâmica deste ambiente e estarem intrinsecamente ligadas aos processos ecológicos, são determinantes a grande parte dos efeitos do petróleo sobre este ecossistemas.
O Estuário da Lagoa dos Patos se caracteriza pelos altos teores de sedimentos finos, tanto em suspensão como na região submareal. Nas margens estão grandes segmentos de vegetação de marismas, praias de areia fina a muito fina e alguns segmentos com praias de areia grossa e estruturas artificiais. Assim, este ambiente apresenta alta sensibilidade à poluição por petróleo juntamente com trapeadores em potencial, que podem aumentar a persistência do petróleo em algumas regiões.
3 - Introdução
3.1 - O contexto deste trabalho
Ciente da importância da formação de profissionais com capacitação adequada para atuar no setor petróleo e gás natural, a Agência Nacional do Petróleo tomou a iniciativa de estimular a complementação curricular de cursos universitários tradicionais, com disciplinas extras de especialização no setor. Este estímulo veio através do "Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor Petróleo e Gás".
A Fundação Universidade Federal do Rio Grande foi contemplada por este programa. Por ter como vocação o Ecossistema Costeiro, juntamente com marcantes atuações em estudos ambientais no ecossistema costeiro e oceânico da região sul do país, em especial no estuário da Lagoa dos Patos, a FURG propõe o programa "Estudos Ambientais nas Áreas de Atuação da Indústria do Petróleo".
Na FURG estão sendo desenvolvidos estudos paralelos nas mais diversas áreas da oceanografia (física, meteorologia, química, biologia, geologia, etc.) enfocando o Estuário da Lagoa dos Patos e a poluição por petróleo. Assim poderão complementar-se, enriquecendo as informações e gerando uma caracterização ambiental da área de estudo no que se refere à poluição por petróleo.
Esta monografia tem como função preencher, dentre os estudos multidisciplinares, a caracterização sedimentológica do Estuário da Lagoa dos Patos e, juntamente, descrever as possíveis interações entre petróleo e sedimento.
3.2 - O estuário da Lagoa dos Patos
Localizado na planície costeira do estado do Rio Grande do Sul, o Estuário da Lagoa dos Patos apresenta, entre a Ponta da Feitoria e a Barra do Rio Grande, as suas referências a norte e a sul respectivamente.22 A região estudada se comunica com o Oceano Atlântico através do Canal do Norte.
A região estuarial apresentando uma área de cerca de 900 Km2 correspondendo, aproximadamente, a 1/10 da área total da Lagoa dos Patos. Situa-se ao sul desta, entre as coordenadas de latitude 31º 41' S; 32º 12' S e longitude de 51º 49' W; 52º 15' W(anexo 1).22
Toda a área entorno de onde se desenvolvem as operações do Terminal de Rio Grande, encontra-se situada no interior do estuário e na plataforma continental adjacente, em um ambiente de características múltiplas e facilmente impactável.
Pelo Estuário da Lagoa dos Patos circula uma grande quantidade de navios transportando cargas diversas inclusive óleo diesel, petróleo, estireno, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, metanol, hexano, propano (GLP) e amônia para importação ou exportação. O volume total no ano de 1998 alcançou a cifra de 1.531.725,520 toneladas. Além de futuras atividades de abastecimento, com a implementação de um sistema de BUNKER, que se prevê uma atividade de 55 navios/mês na região (Comunicação verbal com o Eng. Garcia - Terminal de Rio Grande).
O porto de Rio Grande, embora não se caracterize por um grande volume de operações no segmento do petróleo, possui dentre os componentes de sua matriz industrial retroportuária algumas empresas específicas do setor (Ipiranga e Petrobrás) que operam com refino, armazenagem e transporte destes produtos. A estes agentes, devemos somar os riscos naturais oriundos do trabalho de abastecimento dos navios atracados. Portanto o Porto do Rio Grande, embora em escala menor, também se encontra sujeito aos mesmos impactos ambientais encontrados em outros portos do mundo.
3.3 - A poluição por petróleo
O petróleo é um combustível fóssil de grande significado para a economia mundial, que também representa um problema devido à sua freqüente introdução no meio marinho, não apenas por seu transporte em grande escala como também pela sua larga utilização industrial.2
A poluição marinha por óleo é um assunto muito polêmico e muitas vezes é tratada de forma emocional, pois está normalmente associada aos grandes derramamentos. As diversas atividades como exploração, transporte, estocagem e refino têm grande potencial poluidor, sendo suscetível a acidentes que acarretam sérios danos ambientais, sociais e econômicos, entre outros. O risco da ocorrência de acidentes nunca é nulo, por isso é de grande importância o conhecimento dos ambientes que cercam estas atividades. Sem estes conhecimentos, as ações de remediação à derramamentos de petróleo tornam-se menos eficientes, prejudicando a imagem da empresa responsável e a qualidade do ambiente impactado. Por tudo isso, os derramamentos de petróleo vêm sendo, cada vez mais, uma preocupação tanto das indústrias petrolíferas como de outros setores da sociedade.
3.4 - Fontes da poluição por petróleo
Os portos no mundo inteiro encontram-se entre as regiões aquáticas mais severamente castigadas pela contaminação humana. Dentre os contaminantes mais assiduamente encontrados nestas águas encontra-se o petróleo e os seus derivados.
Apesar das severas restrições impostas pelas autoridades ambientais, são lançados ao mar, entre petróleo e derivados, cerca de 3.2 milhões de toneladas por ano.30 Estima-se que cerca de 18 % das perdas para o ambiente estão relacionadas ao uso, manuseio e transporte de combustíveis, sob as mais variadas situações, inclusive em operações de carga e descarga nos terminais.
A poluição por petróleo no mar provém de diversas fontes, tendo destaque os derramamentos de petroleiros, descargas durante transportes marítimos, vazamentos durante operações de perfuração, descargas de refinarias costeiras e terminais marítimos, descargas industriais e municipais, run off urbano e fluvial, deposição atmosféricas e fontes naturais.13
Estimativas de 1981 mostram que 3,2 milhões de toneladas de óleo por ano entram no ambiente marinho, considerando-se todas as fontes. A maior contribuição é de origem terrestre, principalmente através de esgotos urbanos e industriais.12 e 29
Em 1995, os esgotos municipais e o run off urbano foram considerados como responsáveis por 84% de toda a carga poluidora de hidrocarbonetos do petróleo para a Baía de Guanabara.9
No Estuário da Lagoa dos Patos, diversos setores do complexo industrial-portuário de Rio Grande podem ser apontados como fontes potenciais e efetivas de óleos e graxas ao sistema aquático estuarino. Além da atividade portuária em si, podem ser citadas como fontes antrópicas desses compostos: as indústrias de óleo comestível; o transporte e estocagem de petróleo relacionados ao terminal da Petrobrás; o refino de petróleo pela Ipiranga; as indústrias de pescado e os esgotos cloacais, entre outras.18
Foi observada uma forte contaminação por óleos e graxas, principalmente nas águas de superfície do Porto Novo e junto à desembocadura do estuário, como reflexo direto de atividades ligadas à navegação como efluentes de embarcações, lavagens de porões, abastecimento de navios e vazamentos. Efetivamente, próximo a essa região, também são desenvolvidas outras atividades potencialmente impactantes, como a do refino de petróleo, estocagem de petróleo do terminal portuário, o processamento de pescado, os efluentes cloacais e pluviais, entre outras.19
Teores elevados em hidrocarbonetos encontrados nos sedimentos das proximidades de alguns pontos de despejo cloacal-pluvial no estuário sugerem que as atividades urbanas podem se constituir em uma fonte considerável em óleos e graxas.18
3.5 - Efeitos ambientais da poluição por petróleo
De acordo com a freqüência de entrada os derrames podem ser classificados como problemas agudos ou crônicos. Os problemas agudos referem-se aos vazamentos e derrames de navios petroleiros e as atividades clandestinas de lavagens dos tanques dos mesmos. Os crônicos são aqueles gerados pela introdução contínua de hidrocarbonetos, através de pequenos vazamentos provenientes de operações de navios e plataformas ou a introdução constante de dejetos urbanos e industriais. Os problemas acidentais, embora em menor escala, não são de menor importância, uma vez que seus efeitos são de grande envergadura.
A sensibilidade de comunidades estuarinas e marinhas à contaminação por petróleo é evidente. Maiores alterações nas estruturas destas comunidades devido aos efeitos da poluição por petróleo podem persistir por períodos de dias a anos. O petróleo causa diversos impactos sobre a fauna e flora por ação física (abafamento,
redução da luminosidade); ambiental (altera pH, diminui o oxigênio dissolvido, diminuição do alimento disponível); e tóxicas.13
A extensão do dano causado por um derrame deve ser avaliada considerando-se tanto o volume e tipo de óleo derramado quanto as características da área afetada. Pouco óleo introduzido em uma área sensível como um marisma pode causar maiores danos do que uma grande quantidade sobre estruturas artificiais ou praias de alta energia.
A porção de aromáticos no petróleo (bem como de outros componentes) varia extremamente, dependendo da região de origem. O petróleo das Américas é constituído basicamente por parafinas, tendo características de óleo pesado, enquanto no Leste Europeu o petróleo é quase 100% constituído por naftenos. Em Bornéu o petróleo é bastante leve (e tóxico), com cerca de 40% de compostos aromáticos.17
Entre os hidrocarbonetos do petróleo, de um modo geral, a toxicidade dos compostos mais pesados é maior. Entretanto, na água, os efeitos tóxicos serão maiores com os componentes mais leves, como parafinas de C12 a C14 pelo fato de
serem mais solúveis.2
De modo geral pode-se definir que os óleos leves (refinados ou não) tem principalmente o efeito químico sobre as comunidades biológicas, enquanto que óleos pesados tem efeitos físicos sobre as mesmas.17
Derrames de óleo podem ter um sério impacto econômico nas atividades costeiras e exploração dos recursos do mar. Quanto às atividades pesqueiras comerciais, sabe-se que um derrame de petróleo pode contaminar equipamentos de pesca e instalações de maricultura. As populações de peixes adultos raramente são afetadas devido à grande mobilidade dos mesmos. A contaminação destas áreas leva à insatisfação do público pela interferência nas atividades recreacionais, tais como natação, pesca, mergulho e navegação. Algumas indústrias precisam de suprimento de água do mar para suas operações normais e podem ser afetadas por estes derrames. Estações geradoras de energia elétrica, em particular, são muitas vezes localizadas perto da costa, principalmente para ter acesso à grandes quantidades de água requeridas para o resfriamento de suas unidades. As rotinas das atividades dos portos tais como balsas e serviços de comportas, também podem ser interrompidas, principalmente se for derramado petróleo leve, gasolina ou outro material inflamável, devido ao perigo de incêndio.12 e 29
Ambientes de baixa energia podem precisar de décadas para a recuperação. Alguns ecossistemas, como por exemplo, os estuários, são vulneráveis pois podem reter mais o óleo e porque muitas espécies, em diferentes estágios de vida podem ser expostas. 12 e 29
Gundlach & Hayes, em 1978, criaram uma classificação para diferentes ambientes costeiros atribuindo-os diferentes índices de sensibilidade a danos causados por derramamento de óleo no mar. Estes ambientes e seus respectivos índices de sensibilidade podem ser vistos na tabela a seguir:10
Índice de sensibilidade
Tipo de costa Comentários
1 Costões rochosos
expostos
A reflexão de ondas mantém a maior parte do óleo "offshore". Não é necessário limpar
2 Plataformas erodidas
por ação de ondas
As ondas lavam. A maior parte do óleo é removida por processos naturais em semanas.
3 Praias de areia fina O óleo não penetra no sedimento, facilitando a remoção
mecânica, se necessária. No entanto o óleo pode persistir por vários meses.
4 Praias de areia grossa O óleo pode penetrar e/ou se enterrar rapidamente, dificultando a
limpeza. Sob condições de moderada a alta energia, o óleo pode ser removido naturalmente dentro de meses.
5 Planícies de maré
expostas
A maior parte do óleo não vai aderir ou penetrar em um terreno compactado como as planícies de maré o são.
6 Praias de cascalho e
areia grossa
O óleo pode penetrar e se enterrar rapidamente. Sob condições de moderada a baixa energia o óleo pode persistir por anos.
7 Praias de cascalhos Idem anterior. A limpeza deve-se concentrar ao nível da maré
alta. Um pavimento sólido asfáltico pode se formar junto às grandes concentrações de óleo.
8 Costões rochosos
abrigados
Áreas de reduzida ação de ondas. O óleo pode persistir por muitos anos. A limpeza não é recomendada a menos que o acúmulo do óleo seja muito grande.
9 Planícies de maré
abrigadas
Áreas de grande atividade biológica e baixa energia de onda. O óleo pode persistir por anos. A limpeza não é recomendada a menos que o acúmulo do óleo seja muito grande. Devem receber prioridades de proteção através de barreiras e material absorvente.
10 Marismas e
manguezais
São os ambientes aquáticos mais produtivos. Óleo pode persistir por anos. Limpeza de marismas por queima ou corte somente em casos extremos. Manguezais não devem ser alterados. Estes ambientes são áreas de prioridade máxima de proteção.
4 - Objetivos
Como objetivo geral deste trabalho, pretende-se dar subsídios para a identificação de áreas prioritárias quanto à proteção ambiental, colaborar com a escolha de ações remediadoras para cada ambiente impactado e subsidiar a criação de um plano de contingência para derramamentos de óleo para o Estuário da Lagoa dos Patos.
Para isso tem-se os seguintes objetivos específicos:
- Criar um banco de dados de sedimentologia do estuário da Lagoa dos Patos; - Caracterizar o Estuário da Lagoa dos Patos quanto aos seus aspectos sedimentológicos:
sedimento em suspensão na coluna d’àgua sedimentos superficiais da região submareal sedimentos superficiais da região intermareal
- Obter dados experimentais da interação do óleo com a coluna sedimentar, com ênfase na sua penetração e persistência;
- Estabelecer considerações quanto a interação do petróleo com os diversos tipos de sedimento;
- Relacionar os dados sedimentológicos obtidos para o Estuário da Lagoa dos Patos com o potencial comportamento do petróleo em contato com os sedimentos no caso da ocorrência de um derramamento na área de estudo.
5 - Material e métodos
5.1 – Caracterização sedimentológica
5.1.1 - Banco de dados
As informações do sedimento de fundo do estuário foram obtidas através de um levantamento de dados pretéritos, a partir daí foi montado um banco de dados sedimentológicos para o estuário. Estes dados provêm de projetos desenvolvidos pelos laboratórios da FURG desde 1975. O maior número de dados foi obtido pelo Projeto Lagoa dos Patos, de onde foram obtidas informações sobre cerca de 327 amostras. Outras informações foram retiradas do relatório final do Monitoramento Ambiental do Porto de Rio Grande e dos dados dos testemunhos feitos no canal da Lagoa dos Patos durante o projeto de Monitoramento da Dragagem do Porto de Rio Grande.
Os dados de posição e dados brutos da análise granulométrica com as porcentagem de cada classe de phi (tamanho de grão) foram retirados de planilhas e relatórios e digitados em planilhas do programa Excel. Os parâmetros estatísticos e as diferentes classificações do sedimento foram retiradas do software SYSGRAN para Windows.
Na coleta da grande maioria dos dados foram obtidos seus posicionamentos por alinhamento com objetos (bóias, faróis, feições costeiras, etc.), desta maneira seus valores de latitude e longitude não apresentam a precisão dos valores obtidos atualmente com o uso de GPS. Isso fez com que, no momento da plotagem dos pontos em mapas, muitos deles se sobrepusessem e outros, se localizassem fora dos limites do estuário, assim algumas amostras foram excluídas do banco de dados.
As informações sobre diferentes características do sedimento como minerais pesados e teor em carbonato de cálcio, foram incluídas no banco de dados, porém não serão comentadas neste trabalho pois não interferem no comportamento do
petróleo em contato com o sedimento. Para isso, apenas as características texturais são suficientes.
O banco de dados sedimentológicos, juntamente com os bancos de dados das outras áreas, alimentará um Sistema de Informações Geográficas do Estuário da Lagoa dos Patos, onde poderão ser inseridos dados novos à medida que forem adquiridos. Assim as informações obtidas nos diversos projetos realizados na região poderão ser armazenadas de forma organizada e sistemática.
5.1.2 – Região submareal
Os mapas de fácies sedimentares do Estuário da Lagoa dos Patos foram feitos a partir das informações encontradas no banco de dados sedimentológicos anteriormente citado. Utilizou-se o software Surfer 7.0 para a confecção dos mapas e interpolação dos dados através do interpolador geoestatístico Kriging.
5.1.3 – Região intermareal
Para a caracterização da região intermareal do Estuário da Lagoa dos Patos foram utilizadas as informações adquiridas durante o verão de 2001 para o Mapa de Sensibilidade Ambiental a Derramamento de Petróleo para o Estuário da Lagoa dos Patos, feito através do convênio Fundação Bio-Rio/Petrobrás/FURG.
O contorno do estuário foi subdividido em segmentos de características semelhantes e caracterizados neste trabalho de acordo com o tipo de margem (marismas, estruturas antrópicas, praias, granulometria, etc.).
6 - Resultados e discussão
6.1 - Caracterização sedimentológica
6.1.1 - Sedimento em suspensão
A grande maioria das informações apresentadas neste trabalho que caracterizam o Estuário da Lagoa dos Patos em termos de Sedimento em Suspensão (SES) são interpretações sintetizadas das conclusões e dos dados apresentados por Hartmann (1989).
O SES é um parâmetro ambiental importante, sendo seu estudo considerado um procedimento normal em estuários e zonas costeiras. Entretanto os sedimentos
em suspensão podem indicar problemas erosionais, para a qualidade da água e a sua deposição implica em prejuízos para os canais, portos e produtividade biológica. Considerado poluente por causa de seus efeitos detríticos sobre organismos, pode conter compostos metálicos e orgânicos adsorvidos, que são poluentes.11
O alto nível de precipitação pluviométrica na região é responsável por um transporte considerável de silte e argila de várias fontes da vasta bacia de drenagem para o estuário. Devido à baixa declividade do corpo lagunar (1m/120km) e à reduzida velocidade de fluxo ao longo da Lagoa, grande parte de sua carga de SES na coluna d'água sofre deposição durante seu transporte.15 e 22
Pode-se considerar que a concentração e distribuição do SES na desembocadura da laguna, bem como a circulação típica de estuário, estão diretamente relacionadas ao aporte de água doce proveniente das bacias hidrológicas Patos e Mirim e à entrada de água salgada. Estas condições estão por outro lado muito ligadas às condições anemométricas locais de força, duração e direção preferencial do vento.11
As concentrações dos SES no Estuário da Lagoa dos Patos possuem ampla variação espacial, vertical e horizontalmente, como ao longo do tempo. Em geral verifica-se um comportamento sazonal na hidrodinâmica do estuário, porém ele pode mudar em apenas algumas horas, devido às condições meteorológicas.
Ventos do quadrante norte assim como os períodos de maior pluviosidade (inverno e primavera) impõem ao estuário um regime de vazante, reduzindo a salinidade da água, e por conseqüência, aumentando as concentrações de SES. Condições opostas como períodos de baixo aporte de água continental (verão e outono) e ventos do quadrante sul propiciam a entrada de água do mar no estuário e a redução dos níveis de SES, principalmente na região mais próxima ao canal.
As concentrações médias de SES na superfície da coluna d'água foram maiores na região norte do estuário, variando entre 5 e 300 mg/l, com 80 mg/l de média. Ao sul a concentração média foi de 70 mg/l, variando entre 3 e 200 mg/l. 11
Áreas de maiores concentrações de SES podem ser identificadas sobre os bancos e baixios, sendo causadas pela ressuspensão de material do fundo, devido à ação de ondas, e nas regiões de máxima turbidez, que acompanham a cunha salina, podendo chegar a concentrações próximas a 300 mg/l.
A distribuição lateral das concentrações de SES na região mais ao norte do estuário é regida pelo aporte de água do Canal São Gonçalo e da Lagoa dos Patos. As concentrações podem aumentar de leste para oeste ou em sentido oposto, dependendo das vazões e concentrações de MS das massas d'água. Na saída do canal de São Gonçalo ocasionalmente ocorre a formação de uma pluma de pequenas
dimensões, com tendência a dirigir-se para o norte quando ocorre a incidência de ventos do quadrante sul. Ao sul do estuário, próximo à Ponta dos Pescadores também ocorre intensa variação lateral nas concentrações de MS, principalmente devido a ressuspensão do material do fundo pelas correntes de enchente nas partes rasas.
A entrada de água salgada, principalmente pelo fundo do estuário faz com que ocorra a floculação e posterior deposição do sedimento em suspensão, fazendo com que ocorra uma gradação vertical, com o aumento das concentrações de SES com o aumento da profundidade. Porém em alguns casos podem ser encontradas situações de considerável homogeneidade na coluna d'água ou até mesmo concentrações inferiores mais próximas ao fundo. 11
6.1.2 - Região submareal
No mapeamento sedimentológico feito neste trabalho para a região submareal pode-se verificar alguns padrões de comportamento nas distribuições dos sedimentos. Em sua grande maioria, os dados utilizados, plotados e interpolados por software foram os mesmos daqueles utilizados por Calliari em 1980 e trabalhados manualmente. Assim, os resultados encontrados foram bastante semelhantes, mesmo que os dados tenham sido trabalhados de maneiras tão diferentes.
As características granulométricas dos sedimentos da região estuarina estão diretamente relacionadas com a profundidade e com os processos hidrodinâmicos. Os teores das frações finas (silte e argila) são mais significativos nas regiões mais profundas dos canais, enquanto que nas zonas rasas (entornos lagunares e sacos marginais) à fração areia domina largamente sobre as frações silte e argila. As zonas de baixa profundidade, que constituem a margem lagunar e os grandes bancos, são afetadas por uma forte hidrodinâmica provocada pelo efeito do forte regime de ventos. Esse processo causa a ressuspensão dos sedimentos pela ação de ondas, impedindo o acúmulo de sedimentos finos e, dessa forma, favorecendo o enriquecimento das frações tamanho areia.1 e 4
A caracterização do sedimento de forma mais objetiva é feita utilizando-se de alguns parâmetros quantitativos e estatísticos, vistos a seguir.
A classificação segundo Shepard (anexo 2) consiste na classificação dos sedimentos baseado nas porcentagens de três variáveis; areia, silte e argila ou cascalho, areia e lama, quando a porcentagem de cascalho é significativa. Este parâmetro é bastante usado na caracterização faciológica dos sedimentos.
Entre as amostras analisadas pode-se identificar 11 grupos de sedimento: argila síltica, argila arenosa, silte argiloso, silte, silte arenoso, mista, areia argilosa,
areia síltica, areia, areia cascalhosa e cascalho arenoso. Muitos destes grupos apresentaram freqüências bastante baixas como a argila arenosa e o cascalho arenoso. A predominância foram das fácies arenosas (com exceção da areno-cascalhosa) seguido da argila síltica.
No mapa do anexo 2 os grupos compostos de material mais fino foram representados pelas cores mais quentes, enquanto as cores frias foram atribuídas aos mais grosseiros.
Pode-se ver que os grupos mais finos (mistos, sílticos e argilosos) têm sua distribuição bem marcada ao longo do canal de navegação, enquanto os grupos mais grosseiros (arenosos) distribuíram-se pelas áreas mais rasas.
Os mapas de distribuição das proporções de cascalho, areia, silte, argila e finos (silte + argila) seguem um padrão semelhante.
A distribuição de cascalho (anexo 3) apresentou suas maiores concentrações no lado noroeste do estuário, próximo a Pelotas, provavelmente por se tratar da região mais próxima da área fonte de sedimentos. Outras amostras demonstraram a presença de cascalho, mas em menor quantidade, atribuindo-se a isso a presença de cascalho biodetrítico (conchas).
As concentrações de areia (anexo 4) mostraram comportamentos inversos daqueles visualizados para os mapas de silte, argila e finos (anexo 5, 6 e 7 respectivamente). As proporções destes últimos foram maiores nas áreas protegidas e ao longo do canal de navegação.
A média (anexo 8) é o melhor parâmetro para fornecer tamanho médio, pois é tomada de um grupo ocorrente de diâmetro de grão e não somente de um ponto da curva. Ela demonstrou claramente os padrões de distribuição já citados, demarcando bem as regiões mais profundas.
Mediana (anexo 9) é o tamanho do grão no percentil 50 da curva, assim sendo, é um parâmetro impreciso como medida de tamanho médio.4 Com distribuição semelhante a da média, porém, não deixando tão evidente as regiões mais profundas, talvez por ser um parâmetro de maior imprecisão.
O grau de seleção (anexo 10) é representado pelo desvio padrão da amostra a partir de sua média. A amostra apresenta melhor seleção, isto é, apresenta menor grau de dispersão de suas classes granulométricas, quanto menor for o valor encontrado.
No mapa pode-se verificar a melhor seleção dos sedimentos encontrados em regiões de maior dinâmica, enquanto as regiões mais profundas e abrigadas apresentaram os sedimentos mais pobremente selecionados.
A curtose (anexo 11) é o grau de afilamento da curva de freqüência simples e responde pela proporção existente entre a dispersão central e terminas da mesma. Ela verifica a uniformidade do agente selecionador.4
Sua distribuição é mais complexa não seguindo tão evidentemente os padrões anteriormente citados, porém, de forma geral, apresenta seus maiores valores (maior agudez da curva) nas áreas de maior concentração de areia. As zonas mais protegidas e de maiores profundidades apresentaram os menores valores, indicando a tendência a polimodalidade dos sedimentos mais finos.
A assimetria (anexo 12) é a tendência da curva simples a deslocar-se para um dos lados. Ela é dita positiva para o enriquecimento do ambiente em sedimentos finos e negativa quando o enriquecimento é de grosseiros. Isso pode ser comprovado no mapa, onde pode ser visto a grande predominância de assimetria positiva. Algumas das poucas regiões de assimetria negativa podem ser relacionadas com as áreas de maior concentração de cascalho.
6.1.3 - Região intermareal
Para a classificação dos segmentos das margens do estuário (anexo 13) os segmentos foram classificados de acordo com as categorias encontradas:
- Substratos consolidados/estruturas artificiais; - Vegetação de restinga e marisma;
- Praias arenosas - Areia fina/muito fina
- Areia grossa
As margens alteradas por estruturas artificiais (molhes, enrocamentos, muros, etc.) compreendem as margens de maior atividade antrópica como os Molhes da Barra, Superporto, os limites sul, leste e nordeste da cidade do Rio Grande e o limite oeste de São José do Norte. Apesar de existem pequenos trechos de praias arenosas e vegetação inseridas nestes segmentos, eles foram classificados por seus aspectos predominantes.
As margens classificadas como de predominância de vegetação, seja de marisma ou de restinga, distribuíram-se pelas margens não alteradas do Saco da Mangueira, ao redor da Ilha dos Marinheiros e de outras ilhas próximas, ao norte de Rio Grande até a Ilha da Torotama, em alguns segmentos da região do norte do estuário e na margem leste do Canal da Barra do Rio Grande.
Nestas áreas de marismas, as classes de tamanho de grão mas freqüentes nas amostras de sedimento são areia fina e muito fina,20 com valores altos de lama (silte+argila) (até 72,4%)22 e matéria orgânica (2 a 3%).16 Nestas áreas é marcante a
presença de caranguejos cavadores podem acarretar importantes atividades de bioperturbação nos sedimentos.6
Poucos foram os segmentos que apresentaram areia grossa. Estes se limitaram à margem oeste do estuário, nas proximidades da cidade de Pelotas. Provavelmente esta distribuição se deve à proximidade do embasamento cristalino e a alta energia de ondas incidente.
Nos demais segmentos foi predominante a presença de areia fina a muito fina com ampla distribuição em todas as alturas do estuário, alternando-se com os segmentos já citados.
6.2 - Interação do petróleo com o sedimento
6.2.1 - O destino do petróleo derramado
Quando o óleo é derramado no mar, ele se espalha sobre grandes áreas da superfície da água formando uma fina película que varia entre alguns milímetros a centímetros. A partir daí, a mancha, influenciada pelos ventos e correntes, começa a se deslocar e o óleo sofre uma série de processos naturais de degradação, como a evaporação, dissolução, dispersão, oxidação fotoquímica, emulsificação, biodegradação, adsorsão ao material em suspensão, ingestão por organismos, afundamento e sedimentação, atuando em tempos diferentes.7, 17 e 23
Figura 1: Destinos do petróleo no ambiente. Fonte: SIVAMAR,23 traduzido de ITOPF.29
Figura 2: Destinos do petróleo no ambiente e seus diferentes tempos de ocorrência. Fonte: SIVAMAR,23 traduzido de ITOPF.29
A velocidade e intensidade que estes processos ocorrerão juntamente com o grau de persistência do óleo no ambiente dependem das características (composição química e propriedades físicas) e volume do óleo combinado com as condições ambientais (tipo de ambiente atingido, fatores bióticos como a atividade microbiana e abióticos como temperatura da água, ventos, marés, correntes, ação de ondas entre outros).2,7,12 e 29
O espalhamento e a deriva são os processos mais intensos nas primeiras horas após o derramamento. A mancha de óleo aumenta de área, diminui de espessura (até décimos de milímetros após uma hora), ficando mais sujeito a outros processos como evaporação e dissolução.12
A evaporação é o processo mais importante nas primeiras 48 horas, removendo as substâncias mais tóxicas, os componentes de baixo peso molecular, reduzindo seu volume e sua toxicidade e aumentando sua viscosidade e densidade.13 e
23
A dissolução tem pouca importância em termos de balanço de massa, mas tem grande influência sobre as conseqüências biológicas no ambiente aquático. Assim como a evaporação, ocorre mais intensamente com os componentes de baixo peso molecular.23
O processo natural mais importante em relação à quebra da mancha e seu desaparecimento é a dispersão. A formação de pequenas gotículas e seu espalhamento pela coluna d’água expõe maior superfície do óleo à outros processos de degradação. Isso ocorre mais facilmente com os óleos mais densos, como os produzidos pelas bacias brasileiras.23
Sob incidência da luz solar, radicais de alguns compostos reagem com o oxigênio quebrando moléculas maiores e transformando-as em compostos mais solúveis na água do mar. Este processo se chama oxidação fotoquímica e pode reduzir até 1% da mancha por dia. 23
A emulsificação do óleo derramado pode dificultar o processo de limpeza. Quando ocorre a mistura de gotas de água no meio oleoso, este tem suas características alteradas, mudando de cor (ficando amarelo, marrom ou laranja), aumentando muito sua viscosidade, tornando sua densidade mais próxima à da água do mar e dificultando a ação dos outros processos (evaporação, dissolução e biodegradação), deixando o óleo com uma aparência semelhante a musse de chocolate. 13 e 23
Uma vez no ambiente, o petróleo sofre a ação de bactérias, leveduras e fungos filamentosos, atuando no papel principal da sua biodegradação.13 As bactérias marinhas são os agentes mais importantes nos processos de degradação, sendo capazes de degradar todos os componentes do petróleo, mas com diferentes velocidades. Os hidrocarbonetos mais leves e de cadeias mais simples se degradam mais rapidamente, enquanto os constituintes mais pesados e complexos resistem por mais tempo, acabando por sedimentarem.13
Outros fatores influenciam os índices de biodegradação, os mais importantes são a temperatura da água, a disponibilidade de nutrientes, as concentrações de oxigênio e a salinidade. As maiores temperaturas e concentrações de nutrientes aceleram a degradação do óleo. As condições anaeróbicas restringem a degradação microbiana.10 e 13 Os níveis de salinidade ótimos ficam entre 25 e 35. Assim, a degradação microbiana do petróleo é mais rápida em ambientes costeiros rasos, onde uma abundante quantidade de nutrientes e substratos orgânicos favorecem a proliferação de densas populações microbianas. Geralmente o óleo persiste por mais tempo ao longo de praias de regiões de altas latitudes que nas de regiões de altas temperaturas.
A densidade do óleo intemperizado é aproxima-se à da água. Óleo cru pesado possui maior densidade, portanto serão maiores as suas chances de sofrer afundamento e sedimentação, até mesmo estando pouco degradado. Em geral, entretanto, as alterações substanciais ocorrem antes da deposição dos produtos do petróleo.13 e 23
6.2.2 - O petróleo e os sedimentos em suspensão
Os hidrocarbonetos de petróleo são hidrofóbicos (especialmente a fração pesada) e tendem a se associarem com o material em suspensão na coluna d’água.3 e
14
Assim, após um derramamento de óleo, a sua sedimentação é facilitada. Como a ocorrência de alta carga de material em suspensão é típica de estuários e baías rasas, este processo predomina em águas costeiras.13 Isso representa um importante mecanismo para a rápida dispersão e remoção do óleo da superfície da água, reduzindo-o em até 15% de sua massa.23
A adsorsão do óleo às partículas em suspensão resulta num aumento da densidade da mistura chegando ao dobro da água do mar pura (1.025 g/cm3). O aumento da densidade das partículas causa a deposição do óleo adsorvido.13 Esta mistura de petróleo intemperizado agregado a partículas presentes na coluna d’água possibilita a formação de massas semi-sólidas compactas, as bolas de piche, cuja presença, provoca sérios danos à costa, principalmente às praias de areia. 23
Além disso, por serem altamente lipofílicos, os componentes do óleo tendem a associar-se com o material em suspensão e sedimentar, podendo ser bioacumulados pelos organismos e potencialmente causarem efeitos crônicos muito tempo após o derrame.29
6.2.3 - O petróleo e os sedimentos subaquáticos
Um fator importante no estudo de sedimentos é a distribuição granulométrica dos mesmos, uma vez que pode favorecer ou não a retenção da matéria orgânica. Quanto mais fina, ou seja, maior % da fração silte+argila, maior será a capacidade de reter os contaminantes.28
Devido à característica hidrofóbica, esses compostos têm pouca solubilidade nos sistemas aquáticos, normalmente aderem-se às superfícies e às partículas sedimentares, assim, devido aos processos de floculação e sedimentação no estuário, tenderá a depositar nos sedimentos de fundo.3 e 14 Em geral, os hidrocarbonetos de petróleo possuem boa estabilidade química dentro da coluna dos sedimentos, portanto sua quantidade e distribuição fornecem informações muito precisas dos processos de poluição. Desta forma, os sedimentos têm a capacidade de registrar e integrar diversos eventos ambientais passados. Sendo assim, seu estudo é de grande importância, tanto do ponto de vista geoquímico como do ponto de vista de caracterização ambiental.3 e 14
Zanardi (1996) encontrou relações diretas entre granulometria e concentrações de hidrocarbonetos para o canal de São Sebastião. Como sedimentos mais finos favorecem a retenção de matéria orgânica, a amostra com maiores frações de silte+argila (94,6%) apresentou as maiores concentrações de hidrocarbonetos. Ao mesmo tempo, baixas concentrações de hidrocarbonetos do petróleo foram encontradas em sedimentos com mais de 80% de areia.29
Para Bícego (1988) esta correlação relação não foi muito clara, encontrando altas concentrações em areias médias ou grossas e concentrações baixas em areias finas. Isso mostra que outras variáveis podem interferir nas concentrações dos hidrocarbonetos nos sedimentos, como, por exemplo, a proximidade da fonte de poluição.2
Durante o Monitoramento Ambiental do Porto de Rio Grande, realizado pela FURG durante o ano de 2000 verificou-se que a distribuição dos óleos e graxas nos sedimentos do Porto de Rio Grande, assim como o COP e NOP, dependem das condições hidrodinâmicas estuarinas, das características texturais dos sedimentos e das características das fontes antrópicas locais de natureza cloacal, pluvial, industrial e portuária. Os maiores valores durante o verão e primavera têm origem no maior acúmulo desses compostos a partir de suas fontes, em razão da menor intensidade da hidrodinâmica estuarina, enquanto que no inverno e primavera haveria menor acúmulo nos sedimentos, devido aos processos de dispersão e diluição dos aportes causados pelas condições hidrodinâmicas mais severas.18
Os sedimentos do Porto de Rio Grande apresentam, de modo geral, elevados teores em óleos e graxas. O Porto Novo até o terminal de petróleo é o sítio portuário mais contaminado por óleos e graxas, seguido pela região do Superporto depois do terminal de Petróleo e, finalmente, pela região terminal do Superporto até o canal dos molhes, mostrando uma tendência geral de diminuição dos valores nesta mesma direção, sendo especialmente visível para os perfis efetuados antes do início das dragagens. Esses resultados mostram que as principais fontes de óleos e graxas se localizam no setor portuário entre o Porto Novo e o Terminal de Petróleo.18
A redução dos teores verificada nos sedimentos do setor médio e final do Superporto (imediações da Ceval à Praticagem) traz indicativos de que os aportes são reduzidos. Algumas atividades industriais desse sítio, como as indústrias de óleo de soja, são reconhecidamente produtoras de óleos e graxas ao sistema aquático.18 Assim, é muito provável que a intensa hidrodinâmica desse canal promova uma forte diluição e dispersão dos efluentes, tanto para jusante quanto para montante, limitando a deposição e o enriquecimento local desses compostos nos sedimentos de fundo.18
Outra variável que exerce influência quanto às concentrações de óleos e graxas nos sedimentos é a atividade de dragagem. Os menores teores de óleos e graxas foram encontrados depois de ser iniciado os trabalhos de dragagem, confirmando que tal atividade induziu a uma redução do nível de contaminação por óleos e graxas dos canais portuários. 18
6.2.4 - O petróleo nas praias
Em um evento de derramamento, quando ambientes costeiros são atingidos, é na região intermareal onde ocorre o maior acúmulo de petróleo e, por conseqüência, os maiores impactos ambientais. O conhecimento das características do petróleo, dos sedimentos e da dinâmica ambiental pode ajudar a prever o comportamento do óleo e sua persistência neste substrato.
A amplitude das marés na época e local do derrame é um fator a ser considerado. Derrames que ocorreram durante as marés de maior amplitude, atingem áreas muito mais extensas da faixa intermareal.17 No entanto, o movimento contínuo de subida e descida das marés atua como um importante fator de limpeza natural. Associado à variação de maré deve ser considerada também a declividade das praias, pois, quanto menor a declividade, maior será a área atingida pelo derramamento.
A penetração do petróleo em praias arenosas depende diretamente das características do óleo (viscosidade), do tipo e textura granular do sedimento e do grau de perturbação biológica.8
Nos substratos não consolidados o petróleo pode penetrar verticalmente no sedimento, atingindo camadas mais profundas.17 Entre os parâmetros físico-sedimentológicos que influenciam na penetração de óleo nos sedimentos estão o tamanho de grão (diâmetro), o grau de seleção, a quantidade de lama, a angulosidade das partículas, a porosidade e permeabilidade dos sedimentos. Estudos realizados por Harper (1986) indicam que a penetração de óleo no fundo varia inversamente com o conteúdo de lama, ou seja quanto maior a quantidade de lama menor a possibilidade do óleo penetrar e ser retido em sedimentos de fundo. O mesmo autor verificou através de estudos experimentais o mesmo padrão para a concentração de hidrocarbonetos nos 2 cm superficiais. Contrariamente, fundos constituídos por sedimentos grosseiros, areia e especialmente cascalho apresentam maior potencial para retenção e acumulação de óleo. Assim sendo, a permeabilidade aumenta com o incremento de granulometria e com a melhoria do grau de seleção,21 e 25 aumentando a penetração e acúmulo do óleo.
O grau de hidrodinamismo de um local pode determinar a permanência do óleo nos sedimentos e é determinado pela quantidade, intensidade e força das ondas e correntes que atuam no ambiente. Locais com elevado dinamismo tendem a dispersar o óleo rápida e eficientemente, fazendo com que o impacto de um derrame de óleo seja reduzido ou mesmo, não perceptível. Nestes ambientes, o óleo permanece por poucos dias. Já nos ambientes abrigados da ação das ondas e correntes, o petróleo tende a permanecer por muitos meses ou anos impedindo que a comunidade biológica se recupere.17
O ciclo das praias arenosas, representado pela entrada e saída de areia em diferentes épocas do ano, também é um fator importante no grau de impacto do petróleo nestes ambientes. Em um derrame que aconteça numa fase acresciva da praia (deposição de areia), o petróleo pode sofrer um processo de soterramento pelo sedimento, dando, inclusive, a impressão que a praia está limpa. Quando coberto por areia limpa, o óleo cru persiste por longos períodos de tempo em bandas especiais, que gradualmente vão adquirindo uma consistência mais espessa. No entanto o petróleo pode encontrar-se centímetros abaixo da superfície da areia, e tende a recontaminar o ambiente com a chegada do ciclo destrutivo, onde ocorre a retirada de grande quantidade de sedimento.
Ambientes de baixa energia contêm sedimentos finos com alto teor de matéria orgânica e são freqüentemente anaeróbicos. Portanto são ambientes redutores onde as taxas degradação microbiológica é bastante reduzida, a erosão quase não existe e a atuação da maré tem uma contribuição muito pequena.8 Assim sendo, mesmo uma pequena quantidade de óleo pode persistir nesses ambientes por décadas agravando seus efeitos.2 e 13
6.2.5 - O petróleo em substratos consolidados
Os substratos consolidados são as rochas que formam os costões, matacões e praias rochosas, de seixos, no caso da área de estudo deste trabalho, estruturas artificiais como piers, enrocamentos e os molhes da Barra do Rio Grande. Nestes ambientes a persistência do petróleo se deve principalmente à energia de ondas incidente e da quantidade de vãos e frestas que a estrutura apresentar.10
Em substratos expostos à ação de ondas o óleo é rapidamente retirado do ambiente, sendo levado em direção à offshore.10 Milanelli, em seus experimentos realizados em 1994 não encontrou nenhum efeito claro do petróleo sobre este tipo de comunidade, atribuindo as maiores alterações a variações naturais.17
Se tomarmos como exemplo os molhes da barra do Rio Grande, no caso de um grande derramamento, o petróleo provavelmente não permaneceria por muito tempo na superfície dos blocos de granito e dos tetrápodes. Porém existe o risco de que parte deste óleo fique armazenado nos vãos destas estruturas, que também são locais de difícil limpeza.
Já em estruturas mais abrigadas da incidência de ondas, o óleo pode permanecer durante alguns anos aderido ao substrato10 afetando as comunidades ali presentes.17
7 - Simulação de um derramamento de óleo
7.1 - Local do experimento
Para a realização do experimento foi escolhida a Ilha dos Cavalos por se tratar de um ambiente pouco impactado, de acesso relativamente fácil e com características típicas semelhantes à grande parte das margens do estuário. Assim os resultados do experimento podem servir de base para estimativas à grande parte dos ambientes estuarinos.
A Ilha dos Cavalos localiza-se à leste da Ilha da Pólvora, tendo ao norte a Ponta da Marambaia (Ilha dos Marinheiros) e ao sul o Porto Velho de Rio Grande. O experimento foi montado em sua margem voltada para sul, (Lat. S. 32º01,261’; Long. W. 052º05,464’) (anexo 14), pois é uma margem mais protegida dos ventos predominantes de nordeste e, por conseqüência, com menor hidrodinâmica.
7.2 - Montagem do experimento
O experimento foi montado de forma a simular um derramamento de petróleo, em um primeiro momento onde ele teria sido derramado sobre a superfície da água, permanecendo ali por algum tempo durante seu deslocamento até que, num segundo momento, se depositasse na região intermareal de uma praia estuarina. Assim implementou-se este experimento em dois ambientes distintos, porém próximos.
O primeiro ambiente escolhido foi uma região de águas rasas, com profundidade próxima a um metro, nas margens da Ilha dos Cavalos (anexo 15). Ambientes semelhantes distribuem-se por grandes áreas dentro do estuário, na forma de bancos apresentando profundidades entre 1 e 5 metros.4 Neste local foram postos 18 quadrados de 1m2 (#1 a #18) cada, distanciados dois metros um do outro. Estes quadrados foram demarcados com pedaços de madeira, um em cada canto,
suportando uma faixa de tecido do tipo organza para a contenção do petróleo. O tecido permaneceu desde alguns centímetros acima da superfície da coluna d'água até o fundo, para evitar a saída do óleo. Em cada quadrado foi acrescentado 1 litro de petróleo, que permaneceu na superfície durante 3 horas e após isso foi retirado com o próprio tecido.
O segundo ambiente escolhido foi uma pequena praia inserida entre vegetação de marisma (Spartina alterniflora), onde, na faixa intermareal, foram feitos quatro quadrados (#19 a #22) também de 1m2 marcados com taquaras de bambu em seus extremos e em seus lados (anexo 16). Durante a baixa-mar foi acrescentado um litro e meio de petróleo em cada um dos quadrados, diretamente sobre o sedimento exposto. As taquaras de bambu das laterais permaneceram ali por algumas horas (até a primeira preamar) para conter o óleo e permitir que ocorresse a sua penetração.
O número elevado de quadrados utilizados é justificado pois o mesmo experimento foi utilizado também para estudos geoquímicos e estudos de impacto sobre os organismos bentônicos.
Foram utilizadas áreas semelhantes, próximas a estas, como controle, para verificar se no sedimento não haveria petróleo provindo de fontes não conhecidas ou alguma outra substância que pudesse ser detectada pelo método.
O óleo inserido foi cedido pela Refinaria de petróleo Ipiranga S.A, sendo do tipo petróleo cru pesado, sendo inserido no ambiente sem sofrer nenhum processo prévio de intemperização.
Para a realização deste experimento (empreendimento 120.493) foi obtida a autorização da FEPAM-RS através do documento nº 083/2001-DL.
7.3 - Amostragem
Esta exposição foi monitorada durante 5 meses durante intervalos de tempo crescentes (0, 1, 3, e 24 horas, 8, 14 ,38, 114 e 148 dias), analisando-se o seu comportamento físico em relação ao sedimento, enfocando principalmente sua penetração e tempo de permanência na coluna sedimentar.
Nas amostragens usou-se um testemunhador de PVC, de cerca de 20 cm de comprimento e diâmetro de 1,5 polegadas, que foram congelados até o momento da sua abertura (anexo 17).
7.4 - Detecção do óleo
Após a abertura dos testemunhos o sedimento foi exposto a luz ultravioleta para a detecção do óleo. O petróleo absorve a luz U.V., ficando com uma coloração próxima a um verde claro, assim, o sedimento contaminado foi facilmente identificado. Para melhor visualização, no anexo 18 se encontram fotos de alguns testemunhos com efeito negativo, apresentando coloração inversa.
A exposição ao U.V. foi a metodologia escolhida pois, além de rápida e barata, possibilita estabelecer a distribuição de óleo na coluna sedimentar de forma precisa.
7.5 – Resultados do experimento
Não foi detectado óleo nos sedimentos da área rasa. O petróleo necessita de algum tempo na superfície d’água para que seus hidrocarbonetos mais leves sejam evaporados ou dissolvidos.17 Assim, não teve sua densidade aumentada o suficiente para sedimentar. A fração mais solúvel do óleo não foi contida pelo tecido, podendo ser vista durante as três primeiras horas do experimento como uma delgada camada sendo deslocada sobre a superfície da água acompanhando a direção do vento.
As informações obtidas com os testemunhos na área contaminada da zona intermareal estão na tabela abaixo:
Tempo\Quadrados #19 #20 #21 #22
0 (controle) ausente ausente - -
1 hora 0,2 - - -
3 horas - 0,6 0,3 0,3
24 horas 1,5** - - -
8 dias - 1,8* ausente ausente
14 dias - ausente 3* 1*
38 dias - ausente ausente 3,5*
114 dias - ausente 15** ausente
148 dias 23** ausente 3,2* 1,4*
Tabela 1: Profundidades máximas (em cm) que foi encontrado Petróleo nos testemunhos dos quadrados da região intermareal.
Legenda: - Não foi obtida amostra
* Petróleo distribuído em gotículas
** Testemunho feito sobre uma perturbação existente no sedimento propiciando a penetração do óleo.
Parâmetro\Quadrados #19 #20 #21 #22
Class. Shepard Areia Areia Areia Areia
Granulometria média Areia muito fina Areia muito fina Areia muito fina Areia fina % finos 6,502 2,2162 1,5769 1,1893
Tabela 2: Características do sedimento.
O óleo teve baixa penetração no sedimento, não ultrapassando 6 mm da superfície do sedimento. Pode-se ver indícios de uma lenta decida do óleo dentro da coluna sedimentar, mas isso foi interrompido após a coleta das três horas, provavelmente devido a uma preamar que deve ter removido todo o óleo da superfície. Estima-se que os motivos da baixa penetração foram a baixa permeabilidade do sedimento (como areia muito fina, moderadamente selecionada) e lençol freático raso. A partir de completadas as primeiras 24 horas, o óleo, quando encontrado, estava inserido na forma de gotículas dentro de perturbações dos sedimentos, como rizosferas de Spartina alterniflora (a maioria) e tubos de organismos.
Pode-se concluir que, apesar de baixa permeabilidade, o ambiente utilizado no experimento possui trapeadores em potencial a derramamentos de petróleo, as bioturbações, tanto as rizosferas de Spartina alterniflora como galerias de organismos bentônicos, como poliquetas, caranguejos e tanaidáceos que habitam esta região.22
Ao longo dos 5 meses de experimento o petróleo permaneceu “encapsulado” na coluna sedimentar. Como neste ambiente os sedimentos apresentam valores de Eh bastante baixos (média entre as saídas de -87,5 mV a 5 cm de profundidade), provavelmente ele apresentará alta persistência devido ao fato de que as taxas de biodegradação apresentam-se baixas neste tipo de ambiente.
8 - Proposta para ações remediadoras em caso de derramamento de petróleo no Estuário da Lagoa dos Patos para os diferentes ambientes
Para se reduzir, ou minimizar, os danos ecológicos causados pelos derramamentos, diversos métodos de limpeza são utilizados internacionalmente, os quais são mais ou menos recomendáveis, de acordo com o tipo de ambiente impactado. A aplicabilidade dos métodos de limpeza depende, não só de fatores técnicos, como acesso e tipo de equipamento ou metodologia a ser utilizada, mas também o tipo de óleo, custo da operação e fatores ecológicos, os quais estão relacionados com a vulnerabilidade de cada ambiente ao impacto com óleo e ao próprio processo de limpeza.17
Em muitos casos defende-se que os processos naturais de limpeza devem ser priorizados, uma vez que a maioria dos métodos causa algum tipo de impacto
adicional à comunidade biológica, sendo muitas vezes mais prejudicial que o próprio óleo.10 e 12
Na ocorrência de um derramamento, a primeira ação deve ser no sentido de impedi-lo que atinja as margens do estuário. Para isso devem ser utilizados equipamentos que façam a contenção e retirada do óleo.
A limpeza natural, sem nenhuma intervenção, às vezes é a melhor estratégia quando a mancha de óleo pode dirigir-se para alto mar e/ou quando a mancha permanece no mar e não ameaça as margens,13 porém isso dificilmente ocorrerá em casos de derramamentos no interior do estuário.
O uso de dispersantes químicos e solventes não é indicado pois podem ter efeitos nocivos adicionais à vida estuarina e marinha.13
Para os substratos rochosos e outras estruturas artificiais que forem atingidos pelo óleo não se recomenda a utilização de métodos como o jateamento com alta ou baixa pressão e jateamento de areia pois são altamente impactantes à comunidade. Alguns métodos podem ser indicados, como lavagem com água corrente, recolhimento manual, bombeamento à vácuo, absorventes e limpeza manual, porém são métodos caros, que consomem tempo, podem danificar a comunidade e geralmente não se obtém sucesso total, pois é comum que permaneçam resquícios entre o substrato.13 Assim, para substratos consolidados mais expostos à ação de ondas a limpeza não se faz necessária pois a dinâmica do ambiente realiza a limpeza natural. Só se aconselha a remoção do óleo artificialmente em ambientes protegidos da ação de ondas, quando o volume de óleo acumulado for muito grande.10
A limpeza física pode ajudar, retirando-se a areia contaminada da praia. Deve-se ter o cuidado de Deve-se remover a mínima quantidade de areia necessária para a limpeza pois, a remoção de uma quantidade excessiva pode gerar sérios problemas, além de propiciar a erosão da praia, gera uma maior quantidade de resíduos para o posterior tratamento ou descarte.13
Em praias de areia fina e muito fina este processo é mais fácil, porém em sedimentos mais grossos (areia média e grossa) este processo é dificultado. Nestes ambientes o óleo pode penetrar profundamente, fazendo com que sua completa remoção resulte em outros problemas à praia, que podem durar por muito tempo. Felizmente, os processos de alta energia removem o óleo da face da praia em um curto período de tempo, entre semanas a meses. Contudo, é necessária a retirada (manualmente ou com máquinas) dos sedimentos contaminados na faixa acima da região de ação de ondas.13
As marismas devem ser os primeiros habitats a serem protegidos na ocorrência de um derramamento no estuário. Porém se uma marisma for severamente castigada pode ser sugerido que se queime ou corte a mesma, mas isso somente como último recurso pois traria total destruição ao marisma e a toda comunidade bentônica da área. Jateamento de baixa pressão também é indicado como um método de referência, mas exige a presença de um grande número de pessoas e maquinaria pesada sobre a marisma, trazendo impactos adicionais. Na maioria dos casos, particularmente onde a ação da maré e/ou o as taxas de crescimento sazonal da vegetação são altos, os processos naturais podem realizar a limpeza da marisma.13
9 - Conclusões
O banco de dados sedimentológicos do Estuário da Lagoa dos Patos teve sua estrutura montada e a inserção de alguns dados foi feita. Para seu funcionamento efetivo faltam apenas questões operacionais.
O estuário caracteriza-se por apresentar normalmente altas concentrações de sedimentos em suspensão, e estes podem influenciar no comportamento do petróleo em caso de derramamento no estuário. O SES pode ligar-se ao óleo facilitando sua remoção da superfície da água, porém poderá acumular certas frações junto a depósitos de fundo após sua sedimentação.
Os sedimentos superficiais do fundo do estuário mostram-se como possuindo altos teores de material fino, principalmente nas áreas mais profundas (canais) e nas regiões protegidas da ação de ondas. Em locais de maior hidrodinâmica os sedimentos arenosos prevalecem, formando os grandes bancos arenosos.
Com a introdução de hidrocarbonetos no ambiente, existe a tendência de acúmulo nas áreas de sedimentos mais finos. Neste tipo de substrato os hidrocarbonetos podem permanecer por muitos anos.
De forma geral as margens do Estuário da Lagoa dos Patos apresentam alta sensibilidade ambiental a derramamentos de petróleo. Suas grandes faixas de marismas, suas estruturas artificiais bastante vazadas, sua baixa hidrodinâmica e suas praias arenosas são bastante sensíveis e de difícil limpeza. Além do mais, suas características fazem com que se forem atingidas por grande quantidade de petróleo, sua persistência no ambiente seja alta.
O experimento realizado demonstrou que, apesar de apresentarem baixa permeabilidade os sedimentos de algumas praias de areia fina e muito fina possuem trapeadores em potencial ao petróleo, podendo fazer com que este persista por muito tempo no ambiente. Estes trapeadores são as chamadas bioturbações dos
sedimentos, resultado das atividades de organismos cavadores e do crescimento de vegetação de marismas.
10 - Sugestões para próximos trabalhos
Para um mapeamento mais detalhado das fácies sedimentares recomenda-se um maior número de amostras ou a utilização de um sonar de varredura lateral.
É importante que se faça um mapeamento mais detalhado das margens do estuário, enfocando principalmente a sedimentologia, a declividade e a morfodinâmica das praias.
Na aquisição de dados, recomenda-se cuidado no posicionamento das amostras e no seu armazenamento, inserindo-os em um banco de dados. Assim eles serão confiáveis e estarão disponíveis para futuras consultas.
Desenvolver pesquisas que visem criar índices regionais de sensibilidade à poluição por petróleo, baseando-se nas características ecológicas, resistência e capacidade de recuperação das comunidades estuarinas locais. Dado a escassez de informações práticas a respeito, é importante que seja avaliada a sensibilidade dos diferentes ambientes costeiros, principalmente próximo de onde houver intensas atividades ligadas ao petróleo.
11 - Referências bibliográficas
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Ar gi la sí lt ic a A rgil a are nosa S ilt e a rgi lo s o S ilt e S ilt e ar enos o Mi st a A re ia ar gil o s a A rei a s íl ti c a Ar e ia A rei a cas c al hos a Casc al ho a ren oso 360000 370000 380000 390000 400000 410000 420000 430000 6440000 6450000 6460000 6470000 6480000 6490000 6500000 05 1 0 Km
