Ibero-American Journal of Environmental Sciences
Fev a Mar 2018 - v.9 - n.3 ISSN: 2179-6858
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Teores de elementos-traço em solos das margens do Rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/Mato Grosso
A contaminação do solo por elementos-traço ameaça ecossistemas e a saúde humana no mundo todo. Interferências antrópicas em ambientes naturais estão se tornando cada vez mais intensa aumentando os riscos de contaminação do solo. Estudos em ambientes naturais com diferentes tipos de solos e condições ambientais se fazem necessários para que se possa estabelecer valores orientadores da qualidade do solo para cada região, permitindo a identificação de áreas contaminadas e a avaliação dos riscos potenciais das atividades antrópicas sobre a contaminação do solo. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi determinar os teores de elementos-traço em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/MT. As amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0,0 a 0,20 m, em doze áreas sob a presença das seguintes classes de solo: Argissolo, Gleissolo, Neossolo e Planossolo.
A digestão das amostras baseou-se no método 3051-A, preconizado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, sendo a determinação dos elementos efetuada por espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). Os teores médios (mg kg-1) dos elementos-traço foram: As (1,70); Ba (123,54); Cd (1,70); Co (5,37); Cr (36,66); Cu (41,60); Hg (8,26); Mo (0,25); Ni (9,47); Pb (7,45); Sb (32,18); Se (0,33) e Zn (26,26). Valores obtidos através do percentil 75, indicam que os teores de Ba (166,97 mg kg-1), Cd (2,19 mg kg-1), Hg (11,41 mg kg-1) e Sb (61,88 mg kg-1), encontram-se acima dos valores de prevenção – VP, preconizados pela Resolução 420/2009 do CONAMA. Entre os elementos-traço foi evidenciada estreita correlação entre o Ba e Cr (r = 0,92). Os teores de areia e argila determinados, apresentaram correlacão significativa (p ≤ 0,05) com os teores de Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn, sendo que, a argila apresentou correlação positiva e a areia correlação negativa. O pH em H2O apresentou correlação significativa (p ≤ 0,05) apenas com o Se (r = 0,41). A CTC pH 7,0 apresentou correlação significativa com a maioria dos elementos-traços, sendo evidenciado uma estreita correlação com o Ba (r = 0,95). Tendo em vista que os teores verificados para Ba, Cd, Hg e Sb a partir do percentil 75 encontram-se acima do valor de prevenção estabelecido pela legislação nacional, torna-se necessário estipular valores de referências de qualidade para os solos do Pantanal, em busca de se estabelecer medidas de prevenção e preservação do solo e do ecossistema.
Palavras-chave: Metais Pesados; Contaminantes do Solo; Monitoramento Ambiental.
Trace element contents in soils on the banks of the Paraguay River, Pantanal de Cáceres/Mato Grosso
Contamination of soil by trace elements threatens ecosystems and human health worldwide. Anthropogenic interferences in environments natural are becoming increasingly intense increasing the risks contamination of soil. Studies in environments natural with different types of soils and environmental conditions are necessary to establish quality guiding values soil for each region, allowing the identification of contaminated areas and the evaluation of the potential risks of anthropic activities on contamination soil. The objective of this work was to determine contents trace element in soils with native vegetation along the margins of the Paraguay River, Pantanal de Caceres, region in the state of Mato Grosso. Soil samples were collect at a depth of 0.0 to 0.20 m in twelve areas with presence of the following soil classes: Argisol, Gleysol, Neosol and Planosol. The digestion of the samples was based on the method 3051- A,recommended by the United States Environmental Protection Agency, and the determination of the elements effected by Inductively Coupled Plasma - Optic Emission Spectrometry (ICP- OES). The contents mean (mg kg-1) of trace elements were: As (1.70); Ba (123.54); Cd (1.70); Co (5.37); Cr (36.66); Cu (41.60); Hg (8.26); Mo (0.25); Ni (9.47); Pb (7.45); Sb (32.18); Se (0.33) and Zn (26.26). Values obtained through the 75th percentile indicate that the contents of Ba (166.97 mg kg-1), Cd (2.19 mg kg-1), Hg (11.41 mg kg-1) and Sb (61.88 mg kg-1), are above the prevention values - VP, recommended by Conama Resolution 420/2009. Among the trace elements was observed close correlation between Ba and Cr (r = 0.92). The contents of sand and clay, showed significantly correlated (p ≤ 0.05) with the contents of Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn, being that, the clay presented positive correlation and the sand negative correlation.
The pH in water showed a significant correlation (p ≤ 0.05) with Se (r = 0.41). The CTC pH 7.0 showed a significant correlation with most of the trace elements, showing a close correlation with the Ba (r = 0.95). Considering that the contents verified for Ba, Cd, Hg and Sb from the 75th percentile are above the value of prevention established by national legislation, notes the need to stipulate quality reference values for Pantanal soils, in order to establish measures for the prevention and preservation of the soil and the ecosystem.
Keywords: Heavy Metals; Contaminants of Soil; Environmental Monitoring.
Topic: Desenvolvimento, Sustentabilidade e Meio Ambiente Reviewed anonymously in the process of blind peer.
Received: 10/02/2018 Approved: 24/03/2018
Geilson Xavier Rocha
Universidade do Estado de Mato Grosso, Brasil http://lattes.cnpq.br/1463904693777343 gxr.3agro@gmail.com
Maria Aparecida Pereira Pierangeli Universidade do Estado de Mato Grosso, Brasil http://lattes.cnpq.br/4330841132184376 http://orcid.org/0000-0001-6453-080X mapp@unemat.br
Mayara Cristina Santos Marques Instituto Federal de Mato Grosso, Brasil http://lattes.cnpq.br/3497252447430497 mayaracsmarques@gmail.com
DOI: 10.6008/CBPC2179-6858.2018.003.0024
Referencing this:
ROCHA, G. X.; PIERANGELI, M. A. P.; MARQUES, M. C. S.. Teores de elementos-traço em solos das margens do Rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/Mato Grosso. Revista Ibero Americana de Ciências Ambientais, v.9, n.3, p.306-319, 2018. DOI:
http://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2018.003.0024
INTRODUÇÃO
Formado pela interação das planícies de inundação de toda a malha hidrográfica da bacia do Alto Paraguai, o Pantanal apresenta diferentes habitats, tipos de solos e os regimes de inundação, os quais são responsáveis pela grande variedade de formações vegetais e pela heterogeneidade da paisagem (CARDOSO et al., 2016). A região do Pantanal matogrossense vem sendo ameaçada por vários impactos ambientais, resultantes de diferentes atividades antrópicas. O agravante é que tais usos são feitos sem um conhecimento adequado e sem planejamento que possa minimizar as alterações nas propriedades do solo e seus efeitos sobre o rio Paraguai. Quando os ecossistemas são alterados, o equilíbrio dinâmico é quebrado, trazendo assim, prejuízos para os serviços ecossistêmicos da paisagem e para a qualidade do solo (PRAGANA, et al., 2012).
Entre os elementos contaminantes do solo, é grande a preocupação com os elementos-traço, os quais diferentemente dos compostos orgânicos, não são modificados nem degradados (BIONDI, 2011), apresentando assim longos períodos de persistência no solo. As concentrações de elementos-traço em solos sem influências antrópicas geralmente são baixas, não apresentando assim possíveis riscos para os seres humanos ou ecossistemas (ALLOWAY, 1990; COSTA et al., 2004; PAYE et al., 2010; LU et al., 2012). Entretanto, ações antrópicas tem aumentado as concentrações de elementos-traço no solo, proporcionando maiores riscos de contaminação e impacto nos diferentes compartimentos ambientais (SPADOTTO et al., 2006).
O solo atua como filtro natural de poluentes, o qual é um importante serviço ecossistêmico para a proteção das águas subterrâneas e superficiais (KEESSTRA et al., 2012). De acordo com Nicholson et al.
(2003), o solo é um dissipador de longo prazo para o grupo de elementos potencialmente tóxicos frequentemente referido como elementos-traço. O comportamento dos elementos-traço no ambiente terrestre é fortemente influenciado pelos atributos do solo. A mobilidade dos elementos-traço e consequentemente a sua toxicidade estão relacionadas à capacidade do solo de mantê-los retidos em sua fase sólida, tornando-os indisponíveis para as culturas, as águas subterrâneas e sedimentos, proporcionando assim, a segurança alimentar e a qualidade da água (MICÓ et al.,2006; FU et al., 2012; DUNG et al., 2013;
ESMAEILI et al., 2014).
O monitoramento dos impactos ambientais em bacias hidrográficas de uso intensivo é um desafio que deve ser enfrentado pelos estudos sobre valores de referência de qualidade do solo para poluentes (BAIZE et al., 2001), especialmente em ecossistemas complexos, como o Pantanal. Nesses estudos devem se ter como premissas imprescindíveis a compreensão dos processos ecológicos responsáveis pela sua produtividade e biodiversidade, e fundamentalmente, o conhecimento sobre como os componentes bióticos e abióticos se inter-relacionam (CARDOSO et al., 2016).
O número de estudos brasileiros sobre valores de referência de qualidade do solo (VRQs) estaduais e regionais tem aumentado nos últimos anos (BIONDI et al., 2011; PAYE et al., 2010; SANTOS et al., 2013;
COSTA et al., 2014, FABRICIO NETA et al., 2016; ALMEIDA JUNIOR et al., 2016), porém ainda estão longe da cobertura de todos os tipos de solo e ambientes encontrados no país.
O Estado de Mato Grosso vem a ser privilegiado em termos de biodiversidade, com a presença de três dos principais biomas do país: Amazônia, Cerrado e Pantanal. Entretanto, a expansão das atividades agropecuárias no estado, trouxe consigo grande desmatamento e o crescimento dos núcleos urbanos (MAGALHÃES et al., 2016), aumentado os riscos de contaminação do solo.
Diante das restrições de dados sobre os teores naturais de elementos-traço em solos de áreas úmidas como o Pantanal matogrossense, estudos que asseguram a qualidade do solo vem a ser de sua importância, na busca de um melhor monitoramento e gestão da qualidade do solo, evitando que níveis irrealistas de remediação sejam impostos em áreas contaminadas (KABATA-PENDIAS et al., 2001). Sendo assim, este trabalho teve por objetivo avaliar os teores de elementos-traço no solo, em áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/ Mato Grosso.
MATERIAIS E MÉTODOS
As áreas de estudo encontram-se localizadas as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres-MT, no trecho entre o município de Cáceres e a Estação Ecológica de Taiamã (Figura 1), sendo amostrado solos de áreas passíveis ou não de inundação. O Pantanal de Cáceres-MT constitui uma das onze sub-regiões que compõe o Pantanal brasileiro, possuindo uma área estimada de 12.456 Km2, ocupando aproximadamente 9,01% da planície pantaneira (SILVA et al., 1998).
O clima da região de acordo com a classificação de Koppen é do tipo Aw (quente e úmido), a precipitação anual de 1.500 mm, com maior intensidade nos meses de janeiro, fevereiro e março. As temperaturas medias anuais das máximas e mínimas são em torno de 32oC e 20oC, respectivamente. A alternância de estações chuvosas e secas define o clima de caráter estacional (SOARES et al., 2006).
A vegetação da região as margens do rio Paraguai são classificadas como floresta estacional semi- decidual aluvial (IBGE, 2012) sendo uma formação encontrada com grande frequência na depressão Pantaneira. Do ponto de vista geológico, a planície do Pantanal é formada por sedimentos inconsolidados arenosos, argilosos, orgânicos, recentes e ativos, depositados ao longo do período quaternário (RADAMBRASIL, 1982).
Devido à sua geomorfologia aliada ao regime hídrico, as áreas de estudo as margens do rio Paraguai, no Pantanal de Cáceres-MT, apresentam características pedológicas muito específicas, como a deficiência generalizada de drenagem em decorrência da baixa declividade e do processo de inundação (MORAES, 2008;
SANTOS et al., 1997 citado por FERNANDES et al., 2007).
Os solos das áreas de estudo foram identificados através de mapa (Figura 1), sendo os mesmos classificados em Argissolo, Gleissolo, Neossolo e Planossolo (1° nível categórico) de acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos – SiBCS (EMBRAPA, 2013). Das áreas de estudo amostradas, a área com presença de Neossolo localiza-se em uma província serrana, não sendo passível de inundação.
As amostras de solo foram coletadas no início do mês de dezembro, período de chuva, em doze áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres - Mato Grosso. Em cada área de coleta foram coletadas amostras de solo a uma distância aproximada de 20 m das margens do rio Paraguai, sendo
obtidas duas amostras de solo em cada área com pontos distanciados entre si em 20 m (repetições de campo). Foram coletadas amostras de solo na camada de 0,0 - 0,20 m utilizando-se trado holandês de aço inoxidável. Em todas as áreas de estudo foram obtidas as coordenadas geográficas e a altitude dos pontos de amostras de solo, através da utilização de dispositivo de GPS - Sistema de Posicionamento Global. A identificação das áreas de estudo, margem do rio, coordenadas geográficas, altitude, geologia e classes de solo são mostradas na Tabela 1.
Figura 1: Localização e mapa pedológico das áreas de estudo as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/MT.
Fonte: IBGE; MMA (2010).
Tabela 1: Informações básicas sobre as áreas de coleta das amostras de solos as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/MT.
Área Margem do rio Coordenadas S / W Altitude m Geologia(1;2) Classe de solo
1 Esquerda 16°08'34,5'' / 57°44'24,6" 118 N4a Gleissolo
2 Direita 16°08'25,9” / 57°44'21,4" 118 N4a Gleissolo
3 Direita 16°11'21.4" / 57°47'03.5" 112 N4a Gleissolo
4 Esquerda 16°11'15.6" / 57°46'55.5" 121 N4a Gleissolo
5 Direita 16°12'07.1" / 57°45'58.6" 109 N4a Gleissolo
6 Esquerda 16°12'04.5" / 57°45'50.3" 94 N4a Gleissolo
7 Esquerda 16°13'45.3" / 57°44'14.2" 106 N3c Argissolo
8 Direita 16°13'31.6" / 57°44'18.2" 108 N4a Gleissolo
9 Esquerda 16°19'41.6" / 57°45'05.2" 120 NP3ra Neossolo
10 Direita 16°19'39.0" / 57°45'12.4" 105 N4a Gleissolo
11 Direita 16°52'31.4" / 57°30'34.8" 114 N4a Planossolo
12 Esquerda 16°52'30.1" / 57°30'23.3" 107 N4a Planossolo
(1) N4a: Aluviões Holocênicos (depósitos conglomeráticos, arenosos e pelíticos); N3c: Coluviões Pleistocênicos (sedimentos conglomeráticos e areno-siltosos laterizados, predominantemente de origem colúvio-aluvial, constituindo depósitos de plemonte - tálus e cones aluviais - e/ou de pedi); NP3ra: Formação Raizama (Arenitos em cores variegadas, granulação fina a média com frequentes níveis de areia grossa, seixo e grânulos); (2) Fonte: IBGE (2009).
Todas as amostras de solo coletadas foram secas ao ar, destorroadas, homogeneizadas, identificadas e destinadas ao Laboratório de química do solo – Análises Especiais e Ambientais da ESALQ-USP, aonde realizou-se o procedimento de digestão assistida por forno de micro-ondas – série SW-846, método 3051-A, preconizado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA, 1998), sendo as concentrações
dos elementos-traço determinadas por espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). Controles internos do laboratório foram utilizados para garantir o controle de qualidade das análises.
Foram realizadas as seguintes análises químicas e físicas de fertilidade: granulometria do solo (método da pipeta); densidade aparente (método do anel volumétrico); cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+) extração por de KCl 1 mol L-1 e determinação em espectrofotômetro de absorção atômica; acidez trocável (Al3+) extração por de KCl 1 mol L-1 e determinação por titulação; acidez potencial (H+Al) extração por acetato de cálcio 0.5 mol L-1 a pH 7,0 e determinação por titulometria; fósforo (P) extração por Mehlich1 e determinação por colorimetria; potássio (K+) extração por Mehlich1 e determinação em espectrofotômetro de emissão atômica; pH em H2O (EMBRAPA, 1999); e a matéria orgânica (M.O.) extração por solução de dicromato em ácido sulfúrico e determinação por colorimetria (RAIJ et al., 2001). Posteriormente, foram calculadas a soma de bases (SB), a capacidade de troca de cátions (CTC), a percentagem de saturação por bases do solo (V) e a percentagem de saturação por alumínio (m), de acordo com a Tabela 2.
Tabela 2: Características químicas e físicas das amostras de solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/MT.
Variáveis Unidade n Média Mediana Mínimo Máximo Dp
pH(H2O) - 24 4,79 4,7 4,5 5,6 0,26
P mg dm-3 24 22,29 12,45 5,4 193,6 38,22
K+ mg dm-3 24 64,96 50,5 23,0 255,0 47,48
Ca2+ cmolc dm-3 24 4,25 3,7 0,6 10,4 2,89
Mg2+ cmolc dm-3 24 2,18 1,45 0,3 7,8 1,78
Al3+ cmolc dm-3 24 2,64 2,65 0,0 6,7 1,61
H+Al cmolc dm-3 24 5,75 6,0 1,9 9,9 2,20
SB cmolc dm-3 24 6,60 6,65 1,1 18,4 4,35
T cmolc dm-3 24 12,35 12,3 4,9 24,9 5,44
T cmolc dm-3 24 9,24 9,0 3,6 20,0 4,49
V (%) 24 50,04 54,75 12,5 74,8 17,09
M (%) 24 32,62 28,43 0,0 76,6 21,34
M.O. g dm-3 24 19,23 19,45 8,3 37,2 7,11
Areia g kg-1 24 450,08 513,5 82,0 789,0 267,19
Silte g kg-1 24 117,67 74,0 24,0 428,0 111,88
Argila g kg-1 24 432,25 417,0 132,0 819,0 226,30
Ds g dm-3 24 1,26 1,27 0,83 1,63 0,23
pH(H2O): Potencial de hidrogênio em água; - P: Fosforo; - K+: Potássio; - Ca2+: Cálcio; - Mg2+: Magnésio; - Al3+: Acidez trocável; - H+Al:
Acidez potencial; - SB: Soma de bases = Ca2+ + Mg2+ + K+ ; - T : Capacidade de troca de cátion a pH 7,0 = SB + (H+ + Al3+); - t : Capacidade de troca de cátions efetiva = Ca2+ + Mg2+ + K+ + Al3+; - V : Saturação por bases = (SB / T) x 100; - m : Saturação por alumínio = 100 x Al3+ / t ; - M.O.: Matéria orgânica; - Ds: Densidade do solo.
Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva, análise de variância (ANOVA) por teste F para verificar a variância dos teores de elementos-traço em função dos solos (Argissolo; Gleissolo; Neossolo e Planossolo) e análise de correlação de Pearson entre os elementos-traço e destes com alguns atributos do solo, utilizando a plataforma R (R DEVELOPMENT CORE TEAM, 2015). A significância estatística foi definida por p ≤ 0,05.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os teores médios dos elementos-traço determinados em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres-MT, foram os seguintes (mg kg-1): As (1,70); Ba (123,54); Cd
(1,70); Co (5,37); Cr (36,66); Cu (41,60); Hg (8,26); Mo (0,25); Ni (9,47); Pb (7,45); Sb (32,18); Se (0,33) e Zn (26,26), com variada amplitude de teores conforme verificado na Tabela 3.
O Mo foi o elemento-traço que apresentou o menor teor médio (Tabela 3) entre os elementos-traço em estudo. As concentrações de molibdênio no solo são controladas pelo material argiloso, pela presença de matéria orgânica e pelo pH do solo. Em condições de pH do solo baixo, condições essas verificadas nas áreas de estudo, ocorre indisponibilidade de molibdênio. Para cada aumento de uma unidade no pH do solo acima de 5,0 a concentração de molibdênio solúvel aumenta 100 vezes (LINDSAY, 1996 citado por HAMLIN, 2007).
Paye et al. (2010) verificaram teores médios de Mo igual 1,43 mg Kg-1 em solos das bacias hidrográficas Riacho, Reis Magos e Santa Maria da Vitória, no Estado do Espírito Santo. Almeida Junior et al.
(2016) constataram teores médios de Mo igual a 0,01 mg Kg-1 em solos de áreas nativas do estado da Paraíba.
O Ba foi o elemento-traço que apresentou o maior teor médio (Tabela 3) entre os elementos-traço em estudo. Pode-se observar uma variação entre 80,52 a 210,95 mg kg-1 nos teores médios de Ba, sendo os maiores teores verificados em áreas com presença de Planossolos.
Os elevados teores de Ba verificados nas áreas com presença de Planossolo, podem ser provenientes de fontes antropogênicas e de modo especial de origem litogênica, através do intemperismo e/ou remoção do material geológico da Província Serrana (arenito da Formação Raizama e calcário da Formação Araras) que se encontra ao entorno, ocorrendo progressivo acúmulo nas áreas mais baixas. O Ba encontra-se presente na composição de carbonatos e sulfatos, forma predominante de Ba nos solos, apresentando comportamento semelhante ao Ca e Mg, podendo substituir estes elementos na estrutura dos minerais (KABATA-PENDIAS et al., 2007).
Estudos realizados para determinação dos teores de Ba no solo em áreas úmidas tem sido restrito.
Biondi et al. (2011b) verificaram em área de várzea, com presença de Organossolo, valores iguais a 363,15 e 326,30 mg kg-1 de Ba, nos horizontes superficial e subsuperficial, sendo decorrentes do material litológico e do progressivo acúmulo de elementos lixiviados dos solos de cotas mais elevadas ao entorno. Áreas sem atividades antrópicas com teores elevados de Ba exigem uma análise aprofundada para avaliar a sua mobilidade e biodisponibilidade, o que pode ajudar na verificação do risco potencial de uso destas áreas (BIONDI et al., 2011b).
Os teores de elementos-traço verificados em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres-MT, calculados a partir do percentil 75 – (P-75) e comparados com os valores de prevenção – (VP) determinados pela resolução 420/2009 - CONAMA, demonstra que os teores de Ba; Cd;
Hg e Sb encontram-se acima dos valores estabelecidos (Tabela 3).
O Cd apresentou média igual a 1,70 mg kg-1, sendo verificado os maiores teores em área com presença de Gleissolo, igual a 1,87 mg kg-1 ± 0,60 (média e Dp), e em áreas de Planossolo foram verificados os menores teores, igual a 1,28 mg kg-1 ± 0,18 (média e Dp). Entretanto, o menor teor evidenciado para o Cd (Tabela 3) foi observado na área 7 (Tabela 1), o qual encontra-se acima do valor de < 0,03 mg kg-1 de Cd verificado por Santos et al. (2013) em solos do estado de MT e RO, e também apresenta-se acima do valor
de valor de referência de qualidade (< 0,4 mg kg-1) estabelecido pela Deliberação Normativa 166/2011 do COPAM para solos do estado de Minas Gerais.
Teores elevados de Cd em solos das áreas de estudo podem ser decorrentes de origem litogênica, deposição atmosférica e fontes antropogênicas. Nessa região do Pantanal o uso do solo e da água de modo inadequado, através de diferentes atividades antrópicas, em especial a pecuária, vem a proporcionar riscos de contaminação ambiental. O Cd pode ser incorporado no solo através de fertilizantes (adubos fosfatados) e, dependendo da origem desses fertilizantes, o Cd pode ser um contaminante, acumulando-se no solo (CAMPOS et al., 2005; BIZARRO et al., 2008).Pierangeli et al. (2009) verificaram em distintas áreas da região do Vale do Alto Guaporé, sudoeste do estado de Mato Grosso, teores médios de Cd nos solos iguais a 0,45 mg kg-1 (vegetação nativa); 0,75 mg kg-1 (garimpo de ouro); 0,55 mg kg-1 (cultura anual) e 0,40 mg kg-1 (pastagem).
Tabela 3: Estatística descritiva referente aos teores de elementos-traço em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres-MT e valores de prevenção (VP) com base no Conama (2009).
Variáveis (mg kg-1) n Média Mediana Mínimo Máximo Dp P-75 VP
As 24 1,70 <0,01 <0,01¹ 20,56 4,33 <1,10 15,0
Ba 24 123,54 103,84 35,10 314,12 74,53 166,97² 150,0
Cd 24 1,70 1,59 0,83 2,92 0,59 2,18² 1,3
Co 24 5,37 4,10 2,68 16,37 3,27 6,17 25,0
Cr 24 36,66 33,26 18,35 61,76 13,62 46,73 75,0
Cu 24 41,60 40,98 18,59 74,94 15,58 48,72 60,0
Hg 24 8,26 7,87 <0,01¹ 15,20 4,32 11,41² 0,5
Mo 24 0,25 <0,01 <0,01¹ 2,83 0,63 <0,04 30,0
Ni 24 9,47 8,58 6,06 15,97 3,01 11,27 30,0
Pb 24 7,45 7,07 <0,01¹ 15,11 4,45 11,21 72,0
Sb 24 32,18 21,70 <0,1¹ 113,00 35,62 61,88² 2,0
Se 24 0,33 <0,1 <0,1¹ 5,63 1,13 <0,10 5,0
Zn 24 26,26 23,76 11,78 60,16 12,96 29,57 300,0
(1): valor correspondente ao limite de detecção; (2): valor acima do valor de prevenção (VP).
O Hg apresentou média igual a 8,26 mg kg-1, sendo verificado os maiores teores em áreas com presença de Gleissolo, igual a 8,91 mg kg-1 ± 4,63 (média e Dp), e em área de Argissolo foram verificados os menores teores, igual a 3,91 mg kg-1 ± 5,51 (média e Dp). O maior teor verificado para o Hg (Tabela 3) foi observado na área 5 (Tabela 1), a qual apresenta teor de matéria orgânica (M.O) igual a 22,5 g dm-3 e teor de argila igual a 699 g kg-1.
Concentrações médias de Hg entre 102,94 a 283,70 mg kg-1 foram verificadas por Oliveira et al. (2007) em diferentes solos das sub-bacias do médio rio Negro-AM. Os elevados teores de Hg verificados nos solos das áreas em estudo tendem a ser decorrentes de fontes naturais. Sob condições alagáveis, a presença e ação de microrganismos no solo, favorece a formação de compostos orgânicos de mercúrio, sendo esses elementos retido pela argila e acumulando-se durante anos no solo (OLIVEIRA et al., 2007). Lázaro et al.
(2013) relatam o aumento na taxa de produção de metil Hg (MeHg) no sistema aquático durante o processo de cheia no Pantanal, contribuindo assim para a entrada e acumulo de Hg no solo.
O Sb apresentou média igual a 32,18 mg kg-1, sendo verificado os maiores teores em áreas com presença de Planossolo, igual a 69,73 mg kg-1 ± 34,54 (média e Dp), e em área de Neossolo foram verificados os menores teores, igual a < 0,1 mg kg-1 ± 0 (média e Dp). O baixo teor de Sb verificado na área de Neossolo,
a qual apresenta teor médio de areia igual a 734,5 g kg-1, pode ser decorrente do material litológico (Tabela 1), além disso a altitude mais elevada, não contribui para deposição de sedimentos/resíduos de elementos contaminantes e o alto teor de areia no solo não favorece a retenção de Sb.
O elevado teor de Sb verificado na área de Planossolo, a qual apresenta teor médio de argila igual a 500,5 g kg-1, pode ser proveniente de fontes antropogênicas, de modo especial resultante de fertilizantes minerais, cal e resíduos plásticos. O Sb é facilmente adsorvido tornando-se enriquecido em sedimentos de argila e em óxidos hidratados, sendo que, no solo o Sb encontra-se sob a forma de sulfeto de baixa solubilidade (HAMMEL et al., 2000).
Fabricia Neta et al. (2016) verificaram teores de Sb menores que o limite de detecção nos horizontes superficiais de Neossolos Regolíticos. Almeida Junior et al. (2016) relatam teores médios de 0,42 mg kg-1 ± 0,67 (média e Dp) em solos do estado da Paraiba. Na Figura 2 pode ser verificado a variação dos teores de Ba; Cd; Hg e Sb nos solos das áreas em estudo, sendo constatado maior variação nos teores de Ba em áreas de Planossolo e Sb e maior variação nos teores de Cd e Hg em áreas de Gleissolo. Entretanto, estatisticamente esses elementos não apresentaram variância significativa (p ≤ 0,05) em função dos solos.
Figura 2: Boxplots representando a variação dos teores de elementos-traços (Ba; Cd; Hg e Sb) em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/MT.
Na área 10, pode-se observar maiores teores médios em quantidade de matéria (mmolc kg-1) para o As (0,13); Cr (1,16); Zn (0,90); Ni (0,26); Co (0,25); Pb (0,07) e Cd (0,02). Na área 12, foram verificados maiores teores médios (mmolc kg-1) de Sb (0,56); Ba (1,94) e Cu (1,14). A área 5, apresentou maior teor médio de Hg (0,06 mmolc kg-1); na área 9 foi o Se (0,03 mmolc kg-1), e na área 1 o Mo (0,01 mmolc kg-1).
A área 10 (Figura 1) localiza-se na margem direita do rio Paraguai, em um trecho onde o canal torna- se retilíneo, apresentando na margem esquerda substrato rochoso da Província Serrana (arenito da Formação Raizama e calcário da Formação Araras), além disso, verifica-se teor de argila igual a 803 g kg-1 ± 22,63 (média e Dp). A argila limita a mobilidade de elementos-traço no sistema solo devido o processo de absorção (BIONDI et al., 2011), favorecendo assim a ocorrência de maiores teores de elementos (As; Cr; Zn;
Ni; Co; Pb e Cd) nessa área. Esses elementos podem ser provenientes do processo de deposição de sedimentos resultantes do intemperismo e/ou remoção do material litológico e de resíduos de fontes antropogênicas. Coringa et al. (2014) relatam que em solos de áreas úmidas, o enriquecimento dos elementos-traço se dá principalmente pelo processo de sedimentação em razão dos pulsos de inundação a que estão sujeitos, onde materiais heterogêneos são acumulados.
Comparando-se os teores de elementos-traço em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, com os valores de referência de qualidade do solo (VRQs) para elementos-traço de alguns estados brasileiros, calculados a partir do percentil 75 (Tabela 4), pode verificar que os teores de Cd; Cr; Cu;
Ni; Pb e Zn verificados em solos de áreas de vegetação nativa as margens do Rio Paraguai foram superiores ao VRQs relatados por Santos et al. (2013) para os solos dos estados de MT e RO, porém, teor inferior foi verificado para o Co (Tabela 4). Santos et al. (2013) estudaram uma ampla área geográfica de heterogênea vegetação nativa em conjunto a condições química, física e mineralógica, dos solos de MT e RO.
Nos solos do arquipélago de Fernando de Noronha, Fabrício Neta et al. (2016) relataram VRQs superiores em relação aos teores constatados para a maioria dos elementos-traço em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, com exceção do Cu e Sb (Tabela 4). Os solos do arquipélago de Fernando de Noronha, apresentam contituição geológica majoritariamente vulcânica com exceções para reduzidas áreas em que ocorrem sedimentos marinhos (MARQUES, 2007), apresentando assim a tendência de ocorrer maiores teores de elementos-traço nos solos.
Tabela 4: Valores de referência de qualidade do solo (VRQs) para elementos-traço de alguns estados brasileiros e teores de elementos-traço em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/MT, calculados a partir do percentil 75.
Variáveis (mg kg-1)
MT e RO
(1)
Fernando de
Noronha/PE (2)
Bacia do Rio Ipojuca/PE (3)
Bacia do Rio São Francisco/MG (4)
Rio Paraguai
Cáceres/MT (5)
As ND ND 0,51 8,59 <1,10
Ba ND 834,88 ND ND 166,97
Cd < 0,3 ND 0,08 0,06 2,18
Co 21,30 19,61 ND ND 6,17
Cr 44,80 266,13 15,00 29,80 46,73
Cu 20,60 41,49 3,53 22,47 48,72
Hg ND ND 0,04 0,05 11,41
Mo ND ND ND ND <0,04
Ni 2,10 58,75 3,30 28,79 11,27
Pb 9,00 ND 13,12 35,1 11,21
Sb ND 5,96 ND ND 61,88
Se ND ND ND ND <0,10
Zn 3,00 117,58 30,12 33,74 29,57
(1) Santos et al. (2013); (2) Fabrício Neta et al. (2016); (3) Silva et al.(2015); (4) Toledo (2012); (5) Este estudo; ND: não determinado.
Silva et al. (2015) relataram VRQs inferiores para os solos da Bacia do Rio Ipojuca/PE, em relação aos teores de Cd; Cr; Cu; Hg e Ni verificados em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, entretanto os teores de Pb e Zn foram superiores (Tabela 4). Os VRQs relatado por Toledo (2012) para solos sob florestas ciliares na Bacia do Rio São Francisco-MG, indicam que os teores de As, Ni, Pb e Zn apresentam valores superiores aos teores verificados em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai (Tabela 4).
Através da comparação com os VRQs estabelecidos para os solos dos estados de MT e RO (SANTOS et al., 2013); da Ilha de Fernando de Noronha-PE (FABRÍCIO NETA et al., 2016); da Bacia do rio Ipojuca/PE (SILVA et al., 2015); e da Bacia do rio São Francisco/MG (TOLEDO, 2012), fica nítido que cada estado e/ou região deve estabelecer os seus VRQs de acordo com as características especificas de cada ambiente. A extrapolação de dados para outros países e/ou áreas diferentes do local da obtenção dos dados, torna-se inadequado (SANTOS, 2011).
Entre os atributos do solo, que podem interferir na mobilidade e lixiviação dos elementos-traço, pode-se destacar o pH, quantidade de matéria orgânica, potencial redox, tipologia e quantidade da argila, textura do solo, condições redox e ação dos exsudatos liberados pelas raízes, que facilita a biodisponibilidade (RIEUWERTS et al.,2006). Neste contexto, Covelo et al. (2007) vão mais além, quando afirmam que os óxidos de Fe da fração argila e o ácido fúlvico da matéria orgânica são mais efetivos na adsorção dos elementos- traços. Na Tabela 5, podem ser observados coeficientes de correlação de Pearson, com nível de significância (p ≤ 0,05) entre os teores de elementos-traço e destes com os atributos do solo (Tabela 2), tais como pH em H2O; areia; silte; argila; matéria orgânica; CTC pH 7,0 e CTC efetiva.
Tabela 5: Coeficiente de correlação de Pearson entre os teores de elementos-traço e os atributos de fertilidade (pH em H2O; argila; areia; silte; matéria orgânica – M.O.; CTC pH 7,0 – T; e CTC efetiva - t) em solos de áreas de vegetação nativa as margens do rio Paraguai, Pantanal de Cáceres/MT.
Variáveis As Ba Cd Co Cr Cu Hg Mo Ni Pb Sb Se Zn
As 1,00
Ba 0,26ns 1,00
Cd 0,27ns 0,37ns 1,00
Co 0,61* 0,55* 0,79* 1,00
Cr 0,30ns 0,92* 0,37ns 0,62* 1,00 Cu 0,29ns 0,87* 0,06ns 0,39ns 0,89* 1,00
Hg 0,21ns -0,13ns 0,05ns -0,08ns -0,13ns -0,19ns 1,00
Mo -0,14ns -0,17ns -0,18ns -0,26ns -0,15ns -0,13ns 0,29ns 1,00 Ni 0,32ns 0,90* 0,57* 0,75* 0,88* 0,70* -0,16ns -0,20ns 1,00 Pb 0,26ns 0,68* 0,54* 0,62* 0,76* 0,52* 0,09ns 0,03ns 0,75* 1,00 Sb 0,09ns 0,21ns -0,0002ns -0,06ns 0,21ns 0,28ns 0,10ns 0,08ns 0,19ns 0,17ns 1,00 Se -0,08ns -0,07ns -0,21ns -0,11ns -0,14ns 0,005ns 0,15ns -0,08ns -0,18ns -0,36ns -0,19ns 1,00 Zn 0,45* 0,75* 0,75* 0,90* 0,79* 0,60* -0,08ns -0,24ns 0,87* 0,62* -0,02ns -0,06ns 1,00 pH (H2O) -0,002ns 0,10ns -0,30ns -0,27ns -0,09ns 0,18ns -0,01ns -0,11ns -0,21ns -0,36ns -0,08ns 0,41* -0,12ns Areia -0,15ns -0,87* -0,42* -0,51* -0,90* -0,72* 0,06ns 0,13ns -0,85* -0,76* -0,23ns 0,22ns -0,71*
Argila 0,24ns 0,73* 0,64* 0,68* 0,78* 0,50* -0,006ns -0,19ns 0,82* 0,68* 0,05ns -0,21ns 0,81*
Silte -0,12ns 0,58* -0,31ns -0,17ns 0,56* 0,69* -0,13ns 0,07ns 0,37ns 0,44* 0,45* -0,10ns 0,05ns M.O. 0,11ns 0,54* 0,36ns 0,37ns 0,33ns 0,34ns 0,04ns 0,07ns 0,46* 0,19ns -0,25ns 0,19ns 0,52*
T 0,18ns 0,95* 0,44* 0,54* 0,84* 0,79* -0,05ns -0,17ns 0,82* 0,64* 0,19ns -0,04ns 0,74*
t 0,12ns 0,95* 0,39ns 0,47* 0,85* 0,81* -0,09ns -0,20ns 0,82* 0,61* 0,22ns -0,07ns 0,70*
ns: não significativo; *: significativo (p ≤ 0,05); - pH (H2O): potencial de hidrogênio em água;- M.O.: Matéria orgânica; - T : Capacidade de troca de cátion a pH 7,0 ; - t : Capacidade de troca de cátions efetiva.
Entre os elementos-traço pode-se evidenciar estreita correlação (p ≤ 0,05) entre os teores de Ba e Cr (r = 0,92) indicando afinidade geoquímica entre os elementos. Em estudos com solos de Pernambuco, Biondi (2011b) verificou que a concentração de Ba estabeleceu correlação significativa (p < 0,001) com o Cr (r = 0,69) em horizontes superficiais.
Os teores de Hg, Mo, Sb e Se, não apresentaram correlação significativa (p ≤ 0,05) entre si e também não apresentaram correlação com outros elementos-traço em estudo, não constatando assim afinidade geoquímica entre os elementos. Buschle (2013) em estudos dos solos da planície litorânea do estado do Paraná, não evidenciou correlação significativa (p ≤ 0,05) entre a concentração de Se com as concentrações
de As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb e Zn, e entre a concentração de Mo com as contrações de Ba, Cd, Cr, Cu, Ni, Sb e Zn, em horizontes superficiais.
Verificou-se correlação significativa (p ≤ 0,05) do pH em H2O apenas com o teor de Se (r = 0,41), conforme demonstra a Tabela 5. Geralmente em condições de acidez há o aumento do potencial de lixiviação das formas solúveis dos elementos-traço (FERNANDEZ et al., 2007). Os teores de areia verificados nos solos apresentaram correlação significativa (p ≤ 0,05) e negativa com os teores de Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn (Tabela 5). A areia favorece a lixiviação em detrimento da retenção de elementos-traço (KORF et al., 2008), devido não apresentarem cargas suficientes para adsorver elementos-traço em suas partículas.
Os teores de argila não apresentaram correlação significativa (p ≤ 0,05) com os teores de As, Hg, Mo, Sb e Se (Tabela 5). Entretanto, pode-se observar correlação significativa com a maioria dos elementos-traço, sendo evidenciado maior afinidade com os teores de Ni (r = 0,82) e Zn (r = 0,81). O fato de a argila apresentar correlação significativa com a maioria dos elementos-traço em estudo, deve-se a íntima relação desta fração, seja contribuindo para a liberação dos elementos-traço no solo ou pela afinidade de alguns elementos no processo de absorção que limitam a mobilidade destes no solo (BIONDI et al., 2011).
Os teores de silte apresentaram correlação positiva (p ≤ 0,05) com os teores de Ba, Cr, Cu, Pb e Sb (Tabela 5). De acordo com Fadigas et al. (2006) pode haver associação entre a fração silte e os elementos- traço no solo, visto que nesta fração pode ocorrer a presença de partículas finas, como argilas e óxidos, devido à ineficiência do processo de dispersão do solo durante a análise granulométrica. Além disso, a fração silte pode conter minerais primários facilmente intemperizáveis, explicando as correlações positivas observadas entre esta fração e alguns elementos.
Os teores de matéria orgânica apresentaram correlação positiva (p ≤ 0,05) apenas com os teores de Ba (r = 0,54), Zn (r = 0,52) e Ni (r = 0,46). Em razão de sua configuração e profusão de grupos fenólicos e carboxílicos, a matéria orgânica apresenta grande afinidade por elementos-traço presentes no solo. Esse comportamento é capaz de gerar sítios de adsorção, atuando via ligação iônica (troca de elétrons) e/ou como agente quelante na solução do solo (GARCIA-MINA, 2006).
A CTC pH 7,0 apresentou correlação significativa (p ≤ 0,05) com os teores de Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn, e a CTC efetiva apresentou correlação significativa (p ≤ 0,05) com os mesmos elementos com exceção do Cd (Tabela 5), sendo evidenciada estreita correlação entre a CTC pH 7,0 e CTC efetiva com os teores de Ba (r = 0,95). Quanto maior a CTC do solo mais sítios de adsorção estarão disponíveis nos colóides do solo para adsorver elementos-traço (SPOSITO, 2008).
CONCLUSÕES
Os teores de Ba, Cd, Hg e Sb verificados a partir do percentil 75 encontram-se acima dos valores de prevenção – VP estabelecido pela resolução 420/2009 do CONAMA. Verificou-se estreita correlação (p ≤ 0,05) entre os teores de Ba e Cr (r = 0,92). Os teores de areia e argila (g kg-1), apresentaram correlacão significativa (p ≤ 0,05) com os teores de Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn, entretanto a argila correlacionou de forma positiva e a areia de forma negativa. A partir dos teores de elementos-traço evidenciados em solos de áreas de
vegetação nativa as margens do rio Paraguai, verifica-se a necessidade de estipular valores de referência de qualidade do solo (VRQs), conforme preconizado pela legislação nacional.
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