ANA- USES QUiMI C AS E ISOTOPICAS DE
s-
NOS SEDIMENTOS FLUVIAIS DA REG lAO DO PO LO / ' IND USTRI ALDE CUBATA O-SP :ESTUDO DE PROVENIENCIA DEPOL UENT ES ANTRO PICOS. /
BrunodeOliveiraCalado,Colombo C.G.Tassinari,SoniaMaria BarrosdeOliveira brunocalado!Zv,usp.br;ccgtassi!Zv,usp.br;soniaoli@usp.br
ABST RACT
The Mogi river hydrographic basin is placed in the municipality of Cubatao - SP and has in its area of abrangence huge phosphogypsum piles which directly affect the ecosystemfrom the Santosestuarine. Chemicalanalyses from fluvial sediments depositedin Mogi river margins haveshown anomaliesin theconcentrations of CaO.1'20,.Ba. Co, F,La,Nb, Nd,Sr,Zn and Zr,regarding to other rivers from the same area,and this factmaybe associatedwiththe presence of phosphogypsum piles. In the sense of proving the direct relationship of these anomalies with the phosphogypsum presence,analysesweremade using Srisotope methods whoseyieldedvaluable informationupon the mixture of two end-membersintheMogi river: the residuefromthefertilizingindustriesand fromthe regionalrocks whichthebasin islying on.
Keywords: Sr isotopes;fluvialsedimentchemistry;phosphogypsum. INTRO DU<;:AO
A composicao isotopica de Sr em solos e sedimentos tern sido utilizada como indicadores de fontes dos materiais analisados (Faure, 1986; Capo et al. 1998). As litologias tern assinaturas isotopicas de Sr que dcpcndcm cxclusivamente das razoesRbiSI'e idade dos seus mineraisfo rmado res.Sendo assim,em escaladebaciahidrografica.os sedimentos deverao apresentar composicoesisotopicas semelhantes asdas rochas Iontesinscridasnaarea dclimitudapcla bacia(Faure,1986;Bullen1996;Hess et al.1986,Banner2004;Capoetal. 1998).
A Bacia HidrograficaMogi/Piacaguera (B1-IMP)apresenta uma particular anomaliaquimicacaraetcrizadaem estudos de Calado (2004) e Oliveiraet al. (2007) associada a presenca de enormes pilhas de residues solidos do beneficiamentode carbonatito (fosfogesso),localizadosa montanteda bacia,e classilicadosrecentemente como Residua Classe 11- NaoInertes pela CETESB.
Este trabalhotem pOl' objetivo caracterizara influenciados depositosde fosfogessonossedimentos fluviaisdas margens do RioMogi,utilizando-se dados isotopicosde Sr e cornposicao quimicadeelementos maiores e traces.Para isto foramestudadosos sedimentos do altoestuariosantista,especialmente dos rios Cubatao,Pereque,Piacaguera,Magi (montante, meio e jusante) e Jurubatuba, este ultimo livre da influencia direta dos efluentes do Polo Industrial de
Cubatao.
Sob 0 ponto de vista geologico, a area de estudo
e
constituida por dois ambientes distintos: 0 primcirorepresentado por rochas igneas e metamorficas pre-cambrianasde cornposicaograniticae granodioritica, incluidas no Complexo Costeiro(Hasuietal. 1981);eo segundo pela planiciesedimentardo altoestuario santista constituidade areia,siltee argila,caracterizadapor processos fluviais,de erosao,transportee sedimentacao emlcquesaluviais, canals
fluviaisanastomosadoseleques deltaicos(Suguio,1978).
Na regiao da BHMP ocorrem rochas gnaissicas com porcoes migmatiticas (Sadowski, 1974), sendo que na Serra do Morrao, nordeste da BI-IMP, Coutinho (1968)descreve granito rosen grosseiro, equigranular (microclinio. oligoclasio,quartzo,biotita) em contatoirregular,nitidamente discordantee intrusivo,com gnaisses cinzentos,quesao compostos essencialmente porquartzo,plagioclasio e microclinio, e secundariamente, biotita, muscovita e anfibolio; zircao,apatita,opacos,carbonatoseallanitasao acessorioscomuns(Sadowski,op.cit .).
o
fosfogessoquee
armazenadona BI-IMPe
subproduto da fabricacaodeacido fosf6ricoa partirdo minerio apatitico proveniente de carbonatito.0 carbonatito apresentacomo mineralogia principal:calcita e dolomita, e como acessorios: magnetita,olivina,nefelina,piroxenios,biotita,granada,apatita,sulfetos,etc.AMOSTRAGEME PROCE DIMENTOSANALiTICOS
o
procedimento de amostragem dos sedimentos fluviais consistiu na exccucao de trincheiras de 50 em de profundidadenasmargensdosriosCubatao, Pereque,Piacaguera,Mogi(montante, meio ejusantc)c Jurubatuba.ondcforamcoletadasamostrasem intervalosdecerca de 10 em deprofundidade (Figura I).Nolaborat6rio as amostrasforum sccadasemestufaa 40°C,homogencizadas eseparadasduas aliquotas.
As rochasregionais,a lim de se obter0 padrao isotopico natural da area,Ioram coletadas na antigaPcdrcirado Morro Mazagaoe afloramentosna Serra do Quilomboe Serrado Morrao,pulverizadasemmoinho de bolae separadas duasaliquotas.Cada aliquotade sedimentoede rocha foiencaminhada respectivamenteparaanalises isotopicasdeSr e analises quimicas.
As analises quimicas foram realizadas pela tecnica de fluorescencia de raios-X no laboratorio quimico do Instituto deGeocienciasda Universidadede SaoPaulo e asanalises isotopicas de Sr foram realizadasporespectromctria demassano CentrodePesquisas Geocronologicas da Universidade de Sao Paulo(CPGeo-USP).
N
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46'2lT
• Sedlmento fluvial
Figura 1- Mapadelocalizacao dos sedimentosamostra dos(mod ificadode Domingues,200I)
APRESENTA<;A OEDlSCUSSAODOS RESULTADOS
Amilisesquimicas
Os resultados analiticos dos elementos maiores e trace s das rochas regionais c sedimentos encontram-sc
a resentados naFi ura 2. Rochas re :r:Ma,
"""
0 75% 25% o MedIan :r:Llu U" CJ75% 25% o Meden Sedimentos n=35 :r:Mal Mo. C7~ 7;" C! f.todlo1fl ::r:~u Lb'l 0 75% 25%Figura2 - Valoresrnlnimos(Min), rnaximos (Max), medianas(Medianvalue)e quartis de 25 e75%das conccn tracoes
As compara co es entre as concentracoes de eleme ntos maiore s nos sedimentos com as rochas da bacia
hidrografic amostraramempobrecimentode CaO,Na20 eK20 nos sedime ntos,e enriquec imento de AL201.FC/ )1.MgO. 1.01, P205eMnO.Adistribui cao espac ial das conce ntracoes doselementos investi gadosna area de estudorcvelaque0
P205 apresentou-se enriquecido apenas nos sedime ntos dos rios Moji (jusante) e Piacagu era, onde as concc ntracocs
forumate4,3vezesmaioresdo que dosrios CubataoeJurubatu ba.
Em relacao aos elemen tos menores,os sedimentos aprese ntara m-seenriq uecidos emF,CI,Zr, Ce,S,Zn,La, Co,Nd,Cr,Y,Nb,Ga,Ni, Cue U, comparadosasrochas regionais. Os elementosCaO,P205•Ba,Co,F,La,Nb, Nd. Sr.
Zne Zr aprese ntaram teores an6ma los, somenteparaos sedimentosa jusa ntedo Rio Mogi;AL20 3.Fez03.MnO,PZ05,
Cl, Cr, Ga, Ni, Pb, U, V, Y e S para os sedimentos do Rio Piacaguera ; e Na-O e CI para os sedime ntos do Rio
Jurubatuba.
Anallses Isotoplcas
Os resultados isotopicos de Sr foramutilizadospara0calculo de887Sr propostopOI' Hesset al.(1986)eCapoet
at. (1998)e estao baseado sna Equacfio 1.A composicao de referencia adotada foi a agua do mar,com cornp osicao
mediade 87Sr/86Sr=0.709(Faure,1986).
887Sr= 103[(87Sr/86Sramostra/ 87Sr/86Srreferencia)- 1] Equacao(1)
As compo sicoes isotopi casdeSrnos sedimentos diluidos emacidoacetico rep resen tamuma boa aproximacao
da cornpos icao dos ions adsorvidos nos minerais, refletin do, portant o, uma cornpos icao aproximada do Iiquido
interstici alnos sedimentos incon solid ados.
Os sedimentos do RioJurubatub a apresentaramvalores887Sr de-0,02a+0,23,seme lhantes ascornposicoesda
agua do mar,que sao proximosazero. Esse fatoe so madoa anoma lia quimicadeNa20eCl nestessedim ent os,alern do
posicionament odo RioJurubatuba frente aocanal maritime daCOSIPA,corroboram ahipotesedeinfluenci adas aguas marinh asnestadrenagem.
Os resultados encontrados paraos sedimentos dos riosCubatao foram de+6a +I1,8, isto e, semelhantes as
co mpos icoes de argilominerais (esmectitasentre+4,3e+5,3e caolinitas entre-0,3e5,7)erochasdas rochas regionais
(entre+I0e+63em rochas submetidas a dissolucaototal).
Os sedimentos do Rio Mogi foram analisados a mont ante,na altura e ajusan te da fabrica de fertilizantcs.de
formaa ana lisa r0 comportamento dos isotopes de Sr no ambienteimpac tadopelofosfogesso.0 perfi lde scdimcntodo
rio Mogi a jusa nte apresentou valores de 887Sr em acido acetico negativos (-4,7 a -1,9), muito dist intos quando comparados amont ant e ena altura da fabrica,queforam semel hantesaosdas rochas,comvalores de+1Ia+36.
Os result adosnegativospara0 RioMogi ajusante se aprox imam dos valores de 087Sr para0 rninerio cresidue
dasindustri asdefertili zant es,queforamde-5,1a-5,7.
AFigura3ilustra as variacoes de087Sr em profundid adepara osper/isde sedimentoana lisados.
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o
5 10I
15 III 20 -g 'tl 25:g
30 .2e
35 Do 40 45 50 --
.
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- -:li<-•
+ oo
10 20 o - -6.-•
o•
30Rio Magi meiodo rio RioCubal1\o RioPiayaguera
smeclila Solos
40
Figu r a3-Valoresde 087Srnospedisde sedime ntos compara dos comrochas regionais,argilomineraiseresiduo das
CONSIDERA<;:OES FINAlS
As corn posicoes quimicasdo perfilde sedirnento do RioMogi ePiacaguera, quando comparadosaos demais sedimentos e rochas regionais, sao sugestivas do impacto gerado pelo fosfogesso depositado em area da bacia
hidrografica, Asconcentracoes de Ba, Ce, Nd, Th e Zr corroboram os resultados de Oliveiraet al. (2007)para0 rio
Mogi,comprovandoa anornaliaquirnica nesta drenagem.
Os resultadosdo calculo de /)87Sr foramcficientes no estudo deprovenienciados sedimentosemescala de bacia hidrografica, As composicoes isotopicasde Sr nos sedimentosdorioJurubatuba, extraidoscomacido acetico, 0 que
representa a composicao isotopica doIiquido intersticial,sao sernelhantesas da agua domar,confirrnandoainfluencia marinha apontada pelas anomalias deCIeNa20nesses sedimentos. Defato,epontopassivclde comprovacaovisual que esterioeinfluenciadopela oscilacao dasmares epela vegetacao demangue.
Os resultados das analises do perfil de sedimentodo rioMogi a jusante da industriade fabricacaode acido fosforicoapresentaram anomalia dos valores de /)87Sr,e significativa diferencanasconcentracoesdeCaO, pzOs.Ba,Co.
F,La,Nb,Nd,Sr,Zn e Zr em relacao aos demaissedimentos crochasda regiao,indicando ainflucnciadofosfogcsso a montante.Osresultadosdosvalorcsde/)87Sr foram sugestivos damisturadedoisend-members:0 residue dasindustrias
de fertilizantes e as rochas rcgionais que compoem a baciahidrografica,mostrandoqueos isotopes de Srpodcmscr utilizados como tracadores de plumas de contaminacao antropica e, como sao mais sensivcis
a
modilicacao de cornposicao quimicanos sedimentos, podem serutilizadosno monitoramento dezonas industriais,tendo emvista que dctcctamprecocementeosprocessosde contaminacao ambiental.REFERENCIASBIBLIOGRAFICAS
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