UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA – UNISUL TIAGO MIOTO
LAGOA DA CONCEIÇÃO – DETECÇÃO DE METAIS TRAÇOS EM SEDIMENTOS
Palhoça 2013
TIAGO MIOTO
LAGOA DA CONCEIÇÃO – DETECÇÃO DE METAIS TRAÇOS EM SEDIMENTOS.
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária, da Universidade do Sul de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do titulo de Bacharel.
Orientador: Professora Elisa Helena Siegel Moecke, Drª
Palhoça 2013
AGRADECIMENTOS
Quero expressar meus agradecimentos a todas as pessoas que ajudaram e incentivaram no desenvolvimento deste trabalho, em especial:
A Professora Dra. Elisa Helena Siegel Moecke, por ter aceitado a orientação do trabalho;
Ao agr. MSc e Dr.Biotecnologia Haroldo Tavares Elias, gerente de pesquisa e análise de qualidade ambiental da FATMA – Fundação do Meio Ambiente, pela licença concedida para realização do trabalho, e pelo auxilio na viabilização e desenvolvimento das análises de metais traços;
Aos amigos e colaboradores da CIDASC – Companhia Integrada de Desenvolvimento Agrícola de Santa Catarina.
Aos amigos e colaboradores da FATMA – Fundação do Meio Ambiente. Aos meus pais e aos meus irmãos, pelo incentivo incondicional, desde o inicio da faculdade foram sempre os meus maiores incentivadores.
RESUMO
A contaminação de sedimentos é um grande problema em todo o mundo, causando danos à vida animal e vegetal. A poluição por metais traços é resultante de várias atividades, sendo na sua maioria de fontes industriais; no caso da lagoa da conceição por apresentar uma ocupação intensa de suas margens, aliada as atividades pesqueiras e náuticas, constituem as principais fontes poluidoras do meio ambiente, podendo ser bastante relevantes em alguns casos. Por este motivo cada vez mais se tem monitorado fontes, principalmente antropogênicas potencialmente tóxicas como metais traços e compostos orgânicos, e a sua interação com o meio ambiente circundante. Os metais não são degradados naturalmente e nem ficam fixados permanentemente nos sedimentos, podendo ser recolocados na coluna de água, através de alterações das suas propriedades físico-químicas. Como por exemplo, a alteração de classe, o que já ocorreu na Lagoa da Conceição nos últimos anos, passando da classe de água salobra para a classe de água salina; podendo ainda haver dispersão por outras propriedades físico-químicas como a diminuição do pH, processo de oxidação-redução, ação de agentes complexantes. Desta forma, este trabalho tem como objetivo avaliar o nível de poluição, com relação as concentrações de metais traços, no sedimento lagunar da Lagoa da Conceição, Florianópolis/SC, a fim de identificar áreas criticas de poluição decorrente das atividades antrópicas alicerçadas no entorno do corpo lagunar. Foram definidos 13 pontos de amostragem, onde amostras de sedimento foram coletadas em 3 campanhas ao longo do ano de 2013, sendo uma coleta na estação do ano outono ( maio/13), uma coleta na estação inverno (agosto/13) e por ultimo uma coleta na estação primavera (outubro/13). No laboratório as amostras foram processadas, obtendo as soluções analíticas para a determinação de elementos traços de metais. Foram analisados (Zn, Cu, Pb, Cd, Hg), utilizando-se métodos normalizados por espectrometria de absorção atômica (Atomic absorption Spectroscopy ). Após a interpretação dos resultados segundo a legislação vigente (Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA, Resolução nº. 344, de 25 de março de 2004), realizou-se a comparação com os resultados obtidos por outros pesquisadores em 1995 e 1998. Dentro dos 5 metais traços analisados, quatro (Zn, Pb, Cd, Hg) apresentaram concentrações abaixo dos níveis estabelecidos pela resolução CONAMA nº. 344, de 25 de março de 2004. Em relação aos resultados encontrados em 1995 e 1998 observou-se um aumento na concentração dos metais traços estudado, exceto o metal traço chumbo (12,8 µg/g) que diminuiu (0,59 vezes) em relação a 1998; podemos associar estes dados, com a melhor qualidade dos motores utilizados na área náutica, juntamente, com a conscientização da conservação do meio ambiente, envolvendo as comunidades pesqueiras e marinas locais.
LISTA DE QUADROS
Quadro 1- Aquíferos da Microbacia Hidrográfica da Lagoa da Conceição. ... 20 Quadro 2 – Descrição e localização dos pontos de coleta. ... 34 Quadro 3 – Valores médios de fertilidade nas amostras de sedimento coletadas em três estações (outono, inverno e primavera) de 2013. ... 53 Quadro 4 - Relatório de fertilidade dos sedimentos da Lagoa da Conceição. ... 54 Quadro 5- Concentrações de metais traços em sedimentos da Lagoa da Conceição, Florianópolis/SC. ... 55 Quadro 6 - Teores médios de metais traço por ponto amostral, em µg/g, presentes nos sedimentos da Lagoa da Conceição, Florianópolis/SC. Enquadramento
CONAMA 344/2004 - classe 02. ... 56 Quadro 7 - Concentrações médias de metais traços em µg/g encontradas na crosta terrestre e nos sedimentos lagunares por diferentes autores, CONAMA e os valores obtidos no estudo dos sedimentos analisados na Lagoa da Conceição em 2013 durante as três estações do ano. ... 58 Quadro 8 – Teores de cobre em µg/g presentes nos sedimentos dos 13 pontos amostrais da Lagoa da Conceição, Florianópolis/SC; apresentação da média das 3 estações analisadas e desvio padrão. ... 59 Quadro 9 – Teores de cadmio em µg/g presentes nos sedimentos da Lagoa da Conceição, Florianópolis/SC; apresentação da média das 3 estações analisadas e desvio padrão. ... 62 Quadro 10 – Teores de chumbo em µg/g presentes nos sedimentos da Lagoa da Conceição, Florianópolis/SC; apresentação da média das 3 estações analisadas e desvio padrão. ... 64 Quadro 11 – Teores de mercúrio em µg/g presentes nos sedimentos da Lagoa da Conceição, Florianópolis/SC; apresentação da média das 3 estações analisadas e desvio padrão. ... 67 Quadro 12 – Teores de zinco em µg/g presentes nos sedimentos da Lagoa da Conceição, Florianópolis/SC; apresentação da média das 3 estações analisadas e desvio padrão. ... 70 Quadro 13 – dados obtidos em correlações com 52 tipos de solos do Rio Grande do Sul E Santa Catarina ... 80
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Bacia hidrográfica da lagoa da conceição – Localização da área de estudo. ... 15 Figura 2 - Bacia hidrográfica da lagoa da conceição – Identificação dos pontos de coleta. ... 33 Figura 3 - Fotos do ponto de coleta de amostras no rio capivara (ponto de
identificação 05). ... 36 Figura 4 - Fotos do ponto de coleta de amostras, localizado atrás do Posto de Saúde (ponto de balneabilidade) - Canto da Lagoa (ponto de identificação 08). ... 37 Figura 5 – Foto da draga de Petersen. ... 38
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Teores médios de metais traços em µg/g nos sedimentos da Lagoa da Conceição, por ponto amostral. ... 56 Gráfico 2 – Elemento traço cobre em µg/g contidos nos sedimentos avaliados por diferentes autores na crosta terrestre e em sistemas lagunares. ... 60 Gráfico 3 – Teores de cobre em µg/g nos sedimentos da Lagoa da Conceição por estações do ano. ... 61 Gráfico 4 - Elemento traço cadmio em µg/g contido nos sedimentos avaliados por diferentes autores na crosta terrestre e em sistemas lagunares. ... 62 Gráfico 5 – Teores de cadmio em µg/g nos sedimentos da Lagoa da Conceição por estações do ano. ... 63 Gráfico 6 – Elemento traço chumbo em µg/g contido nos sedimentos avaliados por diferentes autores na crosta terrestre e em sistemas lagunares. ... 65 Gráfico 7 – Teores de chumbo em µg/g nos sedimentos da Lagoa da Conceição por estações do ano. ... 66 Gráfico 8 - Elemento traço mercúrio em µg/g contido nos sedimentos avaliados por diferentes autores na crosta terrestre e em sistemas lagunares. ... 68 Gráfico 9 – Teores de mercúrio em µg/g nos sedimentos da Lagoa da Conceição por estações do ano. ... 69 Gráfico 10 – Elemento traço zinco em µg/g contido nos sedimentos avaliados por diferentes autores na crosta terrestre e em sistemas lagunares. ... 70 Gráfico 11 – Teores de zinco em µg/g nos sedimentos da Lagoa da Conceição por estações do ano. ... 71
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 12
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 15
2.1 LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DA MICROBACIA HIDROGRÁFICA DA LAGOA DA CONCEIÇÃO ... 15
2.2 DIAGNÓSTICO AMBIENTAL DA ÁREA ... 16
2.2.1 Salinidade ... 16
2.2.2 Oxigênio Dissolvido ... 16
2.2.3 pH (Potencial de Hidrogêniônico) ... 16
2.2.4 Balneabilidade ... 17
2.3 FATORES ABIÓTICOS DA ÁREA ... 17
2.3.1 Clima... 17
2.3.2 Geologia ... 18
2.3.3 Geomorfologia ... 19
2.3.4 Recursos Hídricos ... 19
2.3.5 Unidades Geotécnica ... 21
2.3.5.2 Unidade CDE - Cambissolos com substrato Depósito de Encosta ... 21
2.3.5.3 Unidade PHAQH - Podzol Hidromórfico mais Areia Quartzosas Hidromórficas ... 21
2.3.5.4 Unidade AQRD - Areias Quartzosas das Rampas de Dissipação, substrato Sedimentos Arenosos bem selecionados de Ambientes Marinho Litorâneo e Eólico Retrabalhado. ... 22
2.3.5.4 Unidade AQSQ - Areias Quartzosas, substrato Sedimentos Quaternários. .. 22
2.3.5.5 Unidade SOSQ - Solos orgânicos, substrato Sedimentos Quaternários ... 22
2.3.5.6 Unidade DSQ - Dunas, substrato Sedimentos Quaternários ... 22
2.3.5.7 Unidade R - Litólicos ... 23
2.3.5.8 Unidade AR ... 23
2.4 FATORES BIÓTICOS DA ÁREA ... 23
2.4.1 Vegetação ... 23
2.4.2 Fauna ... 24
2.5 SEDIMENTOS E SUA COMPOSIÇÃO ... 24
2.5.1 CONCENTRAÇÕES DE METAIS TRAÇOS NOS SEDIMENTOS ... 26
2.7 TOXIDEZ DOS METAIS PROPOSTOS PARA ESTUDO ... 27 2.7.1 Cádmio ... 28 2.7.2 Cobre ... 28 2.7.3 Chumbo ... 28 2.7.4 Mercúrio ... 29 2.7.5 Zinco ... 30 2.7.6 Bioacumulação ... 30 3 OBJETIVOS ... 31 3.1 OBJETIVOS GERAIS ... 31 3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ... 31 4 MATERIAL E MÉTODOS ... 32 4.1 AMOSTRAGEM ... 32
4.2 LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE COLETA ... 32
4.3 AMOSTRAGENS DE SEDIMENTOS ... 37
4.3.1 Procedimentos da coleta ... 38
4.3.2 Análises dos sedimentos ... 39
4.3.2.1 Preparação e desenvolvimento das análises ... 39
4.3.2.2 As metodologias usadas seguem: ... 41
4.3.2.3 Análise de textura (teor de argila) ... 41
4.3.2.4 Acidez ativa, acidez potencial e índice de SMP (SHOEMAKER, MAC LEAN E PRATT) ... 41
4.3.2.5 Fósforo, Potássio, Enxofre ... 42
4.3.2.6 Matéria Orgânica ... 42
4.3.2.7 Determinação de Alumínio (trocável), Cálcio e Magnésio ... 42
4.3.2.8 Determinação de Sódio ... 43
4.3.2.10 Determinação de Ferro ... 44
4.3.2.11 Determinação de Manganês ... 44
4.3.2.12 Determinação de Boro ... 44
4.3.2.13 Determinação de Cobre ... 44
4.3.2.14 Determinação de Alumínio (total), Cádmio, Chumbo, Mercúrio e Zinco; ... 45
5 ENQUADRAMENTO NAS LEGISLAÇÕES VIGENTES... 46
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 47
6.1 CARACTERÍSTICAS DOS PONTOS AMOSTRAIS SELECIONADOS NO ESTUDO ... 47
6.1.1 Ponto amostral número 01 ... 47
6.1.2. Ponto amostral número 02 ... 47
6.1.3 Ponto amostral número 03 ... 48
6.1.4 Ponto amostral número 04 ... 48
6.1.5 Ponto amostral número 05 ... 48
6.1.6 Ponto amostral número 06 ... 49
6.1.7 Ponto amostral número 07 ... 49
6.1.8 Ponto amostral número 08 ... 49
6.1.9 Ponto amostral número 09 ... 50
6.1.10 Ponto amostral número 10 ... 50
6.1.11 Ponto amostral número 11 ... 50
6.1.12 Ponto amostral número 12 ... 51
6.1.13 Ponto amostral número 13 ... 51
6.2 ANÁLISES DE FERTILIDADE DOS SEDIMENTOS DA LAGOA DA CONCEIÇÃO ... 52
6.3 ANÁLISES DOS METAIS TRAÇOS ENCONTRADOS NOS SEDIMENTOS ... 55
6.3.1 Avaliação das concentrações de metais traços ... 58
6.3.1.1 Metal traço Cobre ... 59
6.3.1.2 Metal traço Cadmio ... 61
6.3.1.3 Metal traço Chumbo ... 64
6.3.1.4 Metal traço Mercúrio ... 67
6.3.1.5 Metal traço Zinco ... 69
7 CONCLUSÕES ... 73
REFERÊNCIAS ... 76
ANEXO A – QUADRO DE CORRELAÇÕES COM 52 SOLOS DO RIO GRANDE DO SUL E SANTA CATARINA ... 80
1 INTRODUÇÃO
O presente trabalho é o resultado de uma parceria de pesquisa entre o Laboratório físico-químico da Fundação do Meio Ambiente - FATMA, O laboratório de análises físico-químico da Companhia Integrada de Desenvolvimento Agrícola de Santa Catarina - CIDASC, o laboratório de análises QMC, de Florianópolis, SC, tendo como objetivo principal fomentar o estudo da Microbacia da Lagoa da Conceição, Florianópolis, no estado de Santa Catarina, e gerar informações relevantes para as comunidades do entorno do sistema lagunar estudado. Desta forma, foram realizadas análises ambientais dos corpos hídricos da microbacia hidrográfica da Lagoa da Conceição, os dados ambientais obtidos serão analisados em função da presença ou ausência de metais traços em sedimentos; o projeto foi efetivamente iniciado em agosto de 2013, e finalizado em novembro de 2013.
Os metais-traços são elementos químicos que estão presentes na natureza, sendo de grande importância para os ecossistemas. Alguns são essenciais para o desenvolvimento de vários organismos e outros sem importância reconhecida, muitas vezes com efeitos adversos para os organismos vivos. Desta forma torna-se importante o estudo destes elementos principalmente em ambientes onde são desenvolvidas diversas atividades. A contaminação de sedimentos é um grande problema em todo o mundo, causando danos à vida animal e vegetal. O entendimento da dinâmica funcional destes ecossistemas poderá ser útil para a sua utilização dentro dos critérios do uso sustentável dos recursos naturais, conforme as diretrizes gerais de manutenção da qualidade ambiental do Programa Global da Agenda 21, (1992). Uma vez que, estes recursos são importantes para o desenvolvimento e subsistência das populações locais, como também para estabelecer mecanismos de manutenção da biodiversidade e de habitats costeiros (JESUS, 2009).
O ecossistema lagunar, por ser um ambiente protegido contra ondas e correntes fortes, inundado por água salobra/salinas, permite a deposição de argilas, silte e outros detritos, e constitui uma ótima superfície para o transporte de metais. A precipitação é favorecida pelo pH elevado e pela presença de sulfetos, em função das condições de redução na camada sub-superficial do sedimento. Adicionalmente, os mecanismos de transporte de água e sedimentos, ocorrem pelos afluentes (rios,
riachos, nascentes, etc.), e pelas ondas em direção ao corpo lagunar, atuam de forma a prevenir o escape de sedimentos do ecossistema (GRASSHOFF, 2006).
Os metais pesados são poluentes conservativos, isto é, poluentes que dificilmente sofrem degradação por ataque bacteriano; esses contaminantes podem ter origem por meio de processos naturais tais como vulcanismo terrestre e depósitos naturais, ou antropogênicos, efluentes domésticos, emissões atmosféricas e processos industriais (GREGORI, 1996; SALOMONS; FORSTNER, 1984, GRASSHOFF, 2006). No entanto alguns metais em quantidades naturais no ambiente, como, por exemplo, Fe, Cu e Zn, possuem importância na fisiologia de organismos vivos atuando como constituintes de pigmentos respiratórios, formação de metaloproteínas, ativadores de complexos enzimáticos, (PHILLIPS, 1977; 1991; FONSECA, 2002). Ao contrário, existem outros que não são requeridos em nenhuma atividade metabólica e por isso são tóxicos para as células mesmo em pequenas concentrações, como por exemplo, Hg, Pb, Cd (CLARCK, 1997; BOWEN, 1979).
Os metais alcançam os copos lagunares, principalmente, por meio dos seus afluentes, em duas formas trocáveis: incorporados na matéria em suspensão ou dissolvidos (HARBISON, 1986; LACERDA, 1994; ONOFRE, 2007). Como são poluentes conservativos representam uma ameaça para os sistemas lagunares, podendo atravessar todo o ciclo ecológico envolvido no ecossistema, por um longo espaço de tempo. Devido ao fato desses metais poderem ser adsorvidos ao sedimento ou acumulados nos organismos bentônicos em níveis tóxicos (ALLEN, 1993; SILVÉRIO, 2003), a sua biodisponibilidade e a subsequente toxicidade têm se tornado um dos mais frequentes tópicos de estudos associados aos sedimentos dessas zonas.
As substâncias que chegam à lagoa sofrem transformações químicas (ex. mudanças de potencial redox, reações com outros compostos, reações microbianas) e físicas (ex. sorção e adsorção). Quando a corrente de água diminui de velocidade, o material em suspensão é gradualmente depositado (FORSTNER, 1981), sendo os sedimentos o destino final dessas substâncias (CHAPMAN, 1996, FONSECA, 2002). Os sistemas lagunares é um dos principais fornecedores de nutrientes para região costeira, pois recebem e concentram o material originado de sua bacia de drenagem e podem vir a receber aportes significativos por ação antrópica. Todo esse aporte de nutrientes (matéria prima imprescindível para a produção primária)
coloca as lagunas entre os sistemas mais produtivos do mundo, com altas taxas de produção primária e teores de biomassa autótrofa e heterótrofa (BRAGA, 2000; PEREIRA, 2004).
Os teores de nutrientes estão frequentemente relacionados ao grau de poluição doméstica, industrial e agropecuária de um ecossistema aquático. Altos teores de nutrientes são muitas vezes interpretados como indicadores de meio poluído, apresentando um estado avançado de eutrofização. Por isso é dada importância à determinação dos nutrientes na elaboração de diagnósticos ambientais (CARMOUZE, 1994).
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DA MICROBACIA HIDROGRÁFICA DA LAGOA DA CONCEIÇÃO.
A microbacia hidrográfica da Lagoa da Conceição está localizada leste da ilha de Santa Catarina, município de Florianópolis (figura 1). É Constituindo por um ambiente costeiro formado por diferentes ecossistemas naturais situa-se, conforme a cartabase digitalizada do Instituto de Planejamento Urbano de Florianópolis - IPUF, entre as coordenadas geográficas:
Latitude Sul: 27º 27’17"e 27º 38’36" ;
Longitude a Oeste de Greenwich: 48º 22’30" e 48º 29’54" .
A microbacia em estudo possui 116,7 Km2 de área total, considerando a área da laguna e do canal que faz a ligação da lagoa com o mar. Segundo Ledo e Sierra, 1995, a área do canal na entrada da laguna é de 40 m2 (20m de largura e aproximadamente 2m de profundidade) e do corpo lagunar, com forma alongada no sentido Norte-Sul, aproximadamente 19,71 Km2. Apesar do nome, esta lagoa é uma laguna de águas salinas, por estar em contato com mar pelo canal da Barra da Lagoa.
Figura 1- Bacia hidrográfica da lagoa da conceição – Localização da área de estudo.
2.2 DIAGNÓSTICO AMBIENTAL DA ÁREA
Para elaboração do manejo do corpo lagunar da Lagoa da Conceição é importante identificar os atributos e condicionantes da hidrodinâmica tais como:
2.2.1 Salinidade
Conforme os dados e a Resolução CONAMA, o corpo lagunar da Lagoa da Conceição classifica-se como águas salinas.
2.2.2 Oxigênio Dissolvido
Com relação ao teor de oxigênio dissolvido, Ledo e Sierra, 1995, observam que todo o sistema apresenta-se oxigenado com índices de saturação geralmente 85%. Os mesmos encontraram valores de concentrações médias no corpo lagunar, considerando-se todas as profundidades, de aproximadamente 7,5 mg/L, variando dentro de um gradiente absoluto de 12,1 mg/L, à ausência do gás. Na coluna de água o oxigênio apresentou uma distribuição heterogênea, com oxiclinas máximas registradas de O2 = 8,7 mg/L entre 3,5 e 4m na cubeta central.
Observa-se que os valores de oxigênio não seguem um padrão de distribuição definido durante o ciclo anual, (PEREIRA, 2004).
2.2.3 pH (Potencial de Hidrogêniônico)
O pH da água, citado em Ledo e Sierra, 1995, foi de 7,9 com média de máximas e mínimas de pH 8,3 e pH 6,7, respectivamente. As águas mais básicas ocorreram no subsistema Sul, com pH 7,99, as menos básicas nos subsistemas norte e central, com pH 7,93 e pH 7,86 respectivamente e que ao longo do ano não foram registradas variações sazonais e espaciais significativas, mantendo-se estável em torno de valores básico.
No diagnóstico ambiental através dos indicadores físico-químicos dos sedimentos de fundo da laguna, Garcia, 1998, obteve um pH médio de 8,1 , numa profundidade média de 2 metros, nos três subsistemas.
2.2.4 Balneabilidade
A Lagoa da Conceição desempenha um papel de destaque pelas suas belezas naturais e gastronomia muito particular, sendo um dos pontos turísticos mais visitados do município de Florianópolis. A balneabilidade da laguna que despertava o interesse do turista tem sido significativamente alterada, devido ao elevado grau de contaminação ocasionado pelo lançamento de esgoto e resíduos domiciliares (aporte de matéria orgânica).
Neste item levantou-se na bibliografia existente, os fatores abióticos e bióticos da Microbacia Hidrográfica da Lagoa da Conceição.
2.3 FATORES ABIÓTICOS DA ÁREA
Para elaborar o diagnóstico dos fatores abióticos consultamos vários estudos, técnicos e científicos, já realizados na região de influência da área em estudo.
2.3.1 Clima
O clima do município de Florianópolis/SC, onde está localizada a área em estudo caracteriza-se por apresentar amplitudes térmicas anuais moderadas, influenciada pela maritimidade conforme classificação climática de Koeppen, do tipo Cfa, com chuvas distribuídas uniformemente durante o ano e temperatura do mês mais quente varia de 28° C a 31°C e a média das mínimas do mês mais frio de 7,5oC a 12oC (EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA,1988).
A umidade relativa do ar é alta e sua média anual fica em torno de 82%. A insolação apresenta o valor médio anual de 2025,6 horas, representando apenas 46% do total possível, significando que em mais da metade do ano o sol permanece encoberto. As taxas médias anuais de evaporação são de 101,9 mm.
2.3.2 Geologia
A geologia da Microbacia da Lagoa da Conceição é representada por um conjunto de rochas que compõe a paisagem de altos morros escarpados e depósitos sedimentares adjacentes, nas áreas planas ou de relevo suave ondulado, formados principalmente por ação marinha, eólica e lagunar. Conforme Caruso Junior, 1993, o Granito Ilha constitui a maior parte das rochas da Microbacia ocorrendo no embasamento situado no Rio Vermelho até a ponta dos Araçás e na parte do Canto da Lagoa até o Rio Tavares. Esta unidade caracteriza-se como granitos de granulação média a grosseira, que normalmente possuem textura heterogranular e coloração cinza rosada. Observa-se ainda a presença do Granito Itacorubi, situado entre as rochas do Granito Ilha, na área que vai da ponta dos Araçás até a parte do Canto da Lagoa. A origem da planície onde se insere o corpo lagunar da Lagoa da Conceição está relacionada às variações do nível do mar durante o período quaternário (quaternário ou antropozóico, é uma unidade de tempo utilizado para demarcar um período específico de desenvolvimento da Terra e da vida nela contida, e consiste no espaço de tempo que vai de 1,8 milhões de anos atrás até os dias de hoje). As ilhas barreiras associadas às ilhas graníticas costeiras isolaram o corpo de água no continente, configurando sua morfologia atual. Cada unidade geológico-geomorfológica individualizada possui gênese distinta, tendo passado por processos de formação e intemperismo diferenciados, gerando, consequentemente, solos com comportamentos geotécnicos diferentes. Os diques (formas hipoabissais) de riolito que ocorrem no morro da Costa da Lagoa pertencem à Formação Campo Alegre, Grupo Itajaí, segundo Prefeitura Municipal de Florianópolis,1994. Os depósitos de encostas que compõem a Microbacia são acumulações de material detrítico, provenientes do intemperismo das rochas graníticas e em alguns pontos sofreram a ação marinha e eólica, sendo retrabalhados, formando "rampas de dissipação", interrelacionando-se com depósitos tipicamente marinhos e eólicos. Os depósitos marinhos são cordões litorâneos, relacionados à oscilação do nível do mar, composto principalmente por areias quartzosas de granulação média a grossa, onde os depósitos de maior extensão situam-se no Rio Vermelho. Os depósitos lagunares na bacia têm predominância de sedimentos arenosos nas margens e finos nas partes de maior profundidade.
O depósito eólico encontrado na bacia é o campo de dunas da praia da Joaquina o qual é movimentado pelos ventos da direção Nordeste e do quadrante Sul, principalmente nos meses de inverno (CARUSO JUNIOR, 1993; AWDZIEJ,1993).
2.3.3 Geomorfologia
De acordo com Caruso Junior, 1993, as encostas da Microbacia compõem-se de relevo acidentado, com vertentes escarpadas e altitudes de até 496 metros no morro da Lagoa, segundo ponto mais alto da Ilha de Santa Catarina. Em suas planícies prevalecem os depósitos sedimentares do Quaternário, principalmente as dunas, que na maior parte de sua extensão separam a Lagoa do mar.
Na área da Lagoa as elevações cristalinas existentes influenciam na constituição do fundo lagunar, que apresenta um perfil assimétrico.
Na margem oeste o fundo aparece abrupto com profundidade de hasta 8,7 m, com um canal intra-lagunar no subsistema norte. Nas margens com esporões arenosos, sua inclinação é suave e em grandes áreas apresentam profundidades inferiores a 0,5m. No setor oeste as rochas graníticas forma elevações de até 400 metros.
A morfologia, o relevo de fundo e as dimensões físicas da Lagoa da Conceição formam um sistema lagunar pequeno, instável, relativamente raso e que, segundo a classificação de Porto Filho, 1993, é um lago de pequena e média superfície com média ou grande profundidade. Também classifica sua margem como sinuosa e irregular e seu perfil como assimétrico, sendo este condicionado a sua gênese, geologia e geomorfologia. A Lagoa da Conceição é formada por uma barreira arenosa e situa-se em área costeira com alta energia e marés baixas, consequentemente acontecem 43,80% processos de erosão e transporte.
2.3.4 Recursos Hídricos
Em relação à rede hidrográfica da Microbacia, Guedes Junior, 1999, coloca que não ocorrem recursos hídricos ou mananciais superficiais de porte para abastecimento em grande escala. Os pequenos córregos e nascentes são utilizados
para atender apenas uma pequena parcela da população local, enquanto as águas subterrâneas atendem a maior parte da população residente. Neste sentido são marcantes como características fisiográficas da região: a laguna e os mananciais hídricos subterrâneos. Os aquíferos existentes na Microbacia Hidrográfica da Lagoa da Conceição podem ser observados no quadro 1.
Quadro 1- Aquíferos da Microbacia Hidrográfica da Lagoa da Conceição.
Aquífero Proveniência do nome
Aquífero Joaquina Dunas da Praia da Joaquina
Aquífero Conceição Depósitos de aluvionares na nascente da Lagoa Aquífero Rio
Vermelho
Paleodunas que ocorrem entre o Rio Vermelho e Sítio Capivari
Aquífero Ingleses Planície sedimentar da Praia dos Ingleses
Aquífero Ilha Granito Ilha
Fonte: Guedes Júnior (1999).
Segundo Odebrecht, 1999 e Caruso Junior, 1993, a Lagoa da Conceição é uma laguna, que sofre influência da maré devido à ligação com o mar através do canal da Barra. Porto Filho, 1993, afirma que este canal teve seu fluxo garantido, a partir de 1982, em virtude de sua dragagem, retilinização e posterior fixação com a construção dos molhes na Barra da Lagoa.
De acordo com Dutra, 1990, a contribuição de água doce na Lagoa origina-se das precipitações pluviais regulares, da drenagem dos riachos localizados na margem oeste e da vazão do rio das Capivaras, do rio João Gualberto e do Rio Vermelho.
Os aportes da água do mar, segundo Ledo e Sierra,1995, decorrem durante os ciclos de maré, ao comparar-se simultaneamente os níveis de água no canal nas suas embocaduras com o mar e com a Lagoa.
2.3.5 Unidades Geotécnicas
Caruso Junior (1993) apresentou as características, das unidades geotécnicas que compõem a micro bacia da Lagoa da Conceição.
2.3.5.1 Unidade Cg - Cambissolos, substrato Granito.
Ocorre próximo ao topo dos morros, num relevo montanhoso que impede o desenvolvimento do horizonte B. São solos minerais não heteromórficos, bem drenados. Sua textura é variada e não apresenta argila de atividade alta em função do material de origem. Foram identificados numa sequência de horizontes A, B incipiente, C pouco espesso. Apresentam grande número de matacões dispersos em seu meio, sendo esse o fato causador dos maiores problemas geotécnicos dessa unidade.
2.3.5.2 Unidade CDE - Cambissolos com substrato Depósito de Encosta
Esta unidade ocorre na região de transição entre o morro e a planície. Sua textura é bastante variável em função do material de origem, da energia de transporte das partículas e do intemperismo, podendo ocorrer matacões na massa do solo. A granulometria pode ser bem variada, dependendo da declividade, desde depósitos de seixos até matacões, de natureza granítica (riolito) e diabásio, nas áreas de maior declividade.
2.3.5.3 Unidade PHAQH - Podzol Hidromórfico mais Areia Quartzosas Hidromórficas
Esta unidade aparece em relevos planos, com substrato sedimentos quaternários. São solos minerais hidromórficos, com textura arenosa. Apresenta um horizonte B de profundidades variáveis, com acumulação de carbono orgânico, combinado a sesquióxidos livres, principalmente de alumínio com ou sem ferro, acompanhado de quantidade aproximadamente equivalente de argila cristalina aluvial, sob um horizonte e bastante espesso.
2.3.5.4 Unidade AQRD - Areias Quartzosas das Rampas de Dissipação, substrato Sedimentos Arenosos bem selecionados de Ambientes Marinho Litorâneo e Eólico Retrabalhado.
Esta unidade ocorre normalmente em áreas de relevo plano ou suave ondulado, apresentando cores avermelhadas pela contribuição dos óxidos de ferro do Podzólico Vermelho Amarelo dos morros de granito.
São solos poucos desenvolvidos, caracterizados fundamentalmente pela ocorrência de perfis excessivamente arenosos, onde predominam os grãos de quartzo na fração areia.
2.3.5.4 Unidade AQSQ - Areias Quartzosas, substrato Sedimentos Quaternários.
Esta unidade é constituída por solos não hidromórficos, provenientes de sedimentos arenoquartzosos não consolidados de origem marinha de composição granulométrica fina (dunas ou aluviões). Estes solos ocorrem, normalmente, em áreas de relevo pouco movimentado, plano ou suave ondulado, com perfis profundos, apresentando espessuras superiores a 2 metros.
2.3.5.5 Unidade SOSQ - Solos orgânicos, substrato Sedimentos Quaternários
Esta unidade é constituída de solos orgânicos, presença de argila de atividade alta, textura siltosa e média, substrato sedimentos quaternários, formados em região de baixadas, em condições de hidromorfismo.
2.3.5.6 Unidade DSQ - Dunas, substrato Sedimentos Quaternários
Esta unidade é protegida por legislação específica quanto à ocupação e utilização como material de construção. São originados exclusivamente de deposição eólicas, de material areno-quartzo, que mantém certa movimentação dependendo da vegetação que as recobre ou circundam e da atuação dos ventos. Os perfis são profundos, extremamente homogêneos e sem estrutura de origem pedológica como as dunas.
2.3.5.7 Unidade R - Litólicos
Esta unidade compreende os solos litólicos que são solos rasos, pouco desenvolvidos. Sua ocorrência está restrita a pequenas ilhas e algumas bordas de costões na Ilha de Santa Catarina. Nesta unidade podem ser incluídos os afloramentos de rocha
2.3.5.8 Unidade AR
Esta unidade refere-se à exposição de rochas do embasamento quer seja como afloramentos rochosos, camadas muito delgada de solos ou ainda ocorrência significativa de matacões em geral com mais de 100 cm de diâmetro. Sua presença é registrada em algumas ilhas e associada com o Pedzólico-Vermelho Amarelo, situando-se em relevo ondulado até escarpado.
2.4 FATORES BIÓTICOS DA ÁREA
A área em estudo por localizar-se numa ilha apresenta uma linha de costa com ecossistemas bem diversificados. Nela encontram-se praias de mar aberto, costões, pequenas manchas de manguezais, restingas, lagoas, dunas e encostas íngremes originalmente cobertas pela Floresta Ombrófila Densa, mais conhecida como Floresta Atlântica.
2.4.1 Vegetação
A seguir, apresenta-se uma síntese da vegetação que compõem a Microbacia: Floresta Atlântica (bosque úmido atlântico e/ou floresta ombrófila densa) cobre os maciços graníticos no setor oeste; Reflorestamentos sobre as dunas do cordão litoral (sp de pinus- Pinus eliottii), área ocupada pelo Parque Estadual do Rio Vermelho; Vegetação ripícola como as Ciperáceas ( algumas sp do gênero Scirpus e Heleocharis) as Juncáceas como Juncus sp, as Tifáceas (Typha dominguemsis ) e as Graminaceas (algumas sp do gênero Spartina);Mangue: Ao longo do Canal da Barra encontram-se alguns exemplares de mangues das espécies Avicennia schaueriana (mangue cortume) e Laguncularia racemosa (mangue branco), com
Acrostichum aureum (samambaia de folhas largas) que também é encontrada nos subsistemas norte e central da Lagoa; Vegetação de Dunas e Restingas: Observa-se que na faixa acima da zona das marés da praia e na ante duna ocorrem espécies pioneiras, adaptadas a salinidade, à exposição ao sol e ao solo pobre (SOUZA, 1992).
2.4.2 Fauna
As diversidades de ambientes potencialmente abrigam, produzem
alimentos e propiciam o desenvolvimento de uma rica e variada fauna. Nos ambientes aquáticos, marinho, lagunar salobro e os cursos d’água
encontram-se faunas de moluscos, crustáceos e peixes. Na Lagoa da Conceição foram registradas espécies de 20 diferentes famílias de peixes, entre as quais Atherinidae e Clupeidae são as mais abundantes. Para Cazzela,1993, a maricultura é um potencial e alternativa econômica aos pescadores artesanais de Florianópolis e região, cuja atividade enfrenta vários problemas. A herpetofauna da Ilha e mais precisamente da Microbacia é pouco conhecida. Olímpio, 1995, cita a existência de 30 espécies de cobras e lagartos armazenadas e catalogadas na coleção da Divisão de Zoologia do Departamento de Biologia da Universidade Federal de Santa Catarina, destacando-se espécies venenosas: a jararaca (Bothrops jarara), a jararacussu (B. jararacussu) e a coral (Micrurus coralinus). SICK, 1979, relaciona cerca de 176 espécies de aves para a Ilha de Santa Catarina. Ressaltam as planícies litorâneas de Santa Catarina como essenciais à conservação de sua avifauna, destacando a presença de lagoas e lagunas por serem locais de alimentação e reprodução das mesmas. Para a micromastofauna, Olímpio, 1995, cita a ocorrência de duas espécies de pequenos marsupiais. O gambá-de-orelha-branca (Didelphis marsupialis) é espécie comum em áreas urbanas e silvestres. É comum a introdução de espécies como saguis (Callithrix sp.) nas matas do Canto e Costa da Lagoa.
2.5 SEDIMENTOS E SUA COMPOSIÇÃO
Diferentes substratos geoquímicos constituem o sedimento. Os mais importantes para o atual estudo, são os substratos que conseguem reter os metais
traços, com alta capacidade de troca catiônica, e termodinamicamente instável,
grande superfície especifica e alta superfície de carga. A capacidade da matéria orgânica que constitui os sedimentos de reter metais traços
depende do seu tipo e da natureza (LEE, 1975). Estudos demonstram que a capacidade de retenção de metais pela matéria orgânica varia entre 01 e 10% de acordo com a estabilidade dos complexos organometálicos apresentando-se na forma mais estável para a menos instável: Chumbo, níquel, cobalto, zinco, cádmio, ferro, manganês, magnésio (JONASSON, 1980; SWANSON, 1966).
As matérias orgânicas nos sistemas lagunares apresentam-se de duas formas físicas; como o óxido de ferro e manganês, recobrindo a superfície de materiais finos e grossos; e a outra se apresenta na forma de partículas de matéria orgânica (HOROWITTZ; ELRICK, 1987). As argilas apresentam uma elevada capacidade de troca iônica, resultados das rupturas de enlaces além da substituição do Al3+ por Si4+, originandoelevada carga negativa sobre a superfície, agregando-se a capacidade de troca catiônica, transformam-se em excelentes concentradores de metais traços. O período de retenção é em torno de 10 minutos, podendo ser influenciado pelas características físico-químicas do meio. A relação das trocas de metais traços entre o sedimento com a água e a biota está associada aos processos físicos (pH, oxigênio dissolvido, ação de bactérias), químicos (diluição, precipitação) e biológico. O fator salinidade do meio aquático interfere na solubilização dos metais traços que estão depositados no meio; com o aumento da salinidade desencadeia uma maior ressuspensão dos sedimentos, aumentado à solubilização dos metais traços (SALOMONS, 1984). Essa ressuspensão libera os metais contidos no sedimento que posteriormente são complexados por cloretos com origem na decomposição da matéria orgânica. A acidificação do meio aquático provoca a migração dos metais traços para o ecossistema circundante, gerando um aumento na concentração de metais em água devido as trocas no equilibro dos metais traços entre a fase sólida e a dissolvida. A solubilização dos metais traços está condicionada ao estado de oxidação, pois sobre o sedimento depositado encontra-se uma zona chamada de redoxcline, que apreencontra-senta a interface entre a condição óxica e anóxica no sedimento. Pesquisas realizadas por Malins, 1984, referente à migração de metais traços e a superfície do sedimento e da água, indicam que baixas condições anóxicas (redutoras) de metais traços como o mercúrio, chumbo e o cádmio, é controlada pela formação de complexos com sulfetos, diferentemente
das condições óxicas (oxidantes), o controle troca gradualmente de sulfetos metálicos a carbonatos, mudando a solubilidade dos compostos metálicos formados.
A transferência dos metais traços para o ecossistema aquático caracteriza o processo biológico, como a adsorção, absorção, bioacumulação. Este conjunto de fenômenos é classificado como a biodisponibilidade. A biodisponibilidade caracteriza-se pela forma ou estado que alguns organismos vivos, vegetal ou animal incorporam estes elementos, dependendo da sua concentração e da sua solubilização, tem-se um acréscimo ou decréscimo da concentração presente nestes organismos.
2.5.1 CONCENTRAÇÕES DE METAIS TRAÇOS NOS SEDIMENTOS
Os fatores geoquímicos que apresentam maior influência nas concentrações de metais podem ser divididos:
a) Fatores físicos: tem relação direta com o tamanho da partícula do sedimento, além do seu peso e área especifica. Normalmente sedimentos presentes em lagoas são partículas finas, com diâmetro entre 0,25 e 200 µm.
Segundo Rex e Golberg, 1995, há uma forte correlação entre o decréscimo do tamanho da partícula e o incremento na concentração de metais traços.
Desta forma materiais com grande superfície e baixo tamanho de partícula tende a concentrar e a transportar maior número de metais traços, pois é na superfície da partícula do sedimento que o metal é tomado e retido, por meio de reações de superfície, como por exemplo, a adsorção; este processo pode ocorrer com ou sem intercâmbio catiônico.
b) Fatores químicos: a formação de agrupamentos organolépticos e o intercambio catiônico sugerem a aderência dos metais na superfície das partículas de sedimentos.
Os agrupamentos organolépticos reagem e fixam metais à matéria orgânica através de uniões carbono-metal, com diferentes metais (mercúrio, zinco, etc.). O intercâmbio catiônico é a capacidade de determinados materiais de captar materiais em solução (cátions) e devolver uma quantidade equivalente de outro cátion na solução, este intercambio é atribuídas às propriedades de sorção correlacionadas às cargas negativas das argilas (estrutura de hidróxido de ferro).
Os sedimentos são tratados como um compartimento aquático ativo, com seu nível de complexidade especifico, desempenhando ações que afetam toda a biota aquática pertencente ao ecossistema que o circunda. Desta forma na análise dos sedimentos é possível detectar o aumento da contaminação a qual está sujeito, nestes casos o testemunho da amostra é o próprio sedimento com todas as características do ambiente, diferentemente da água, por exemplo, que segue o seu curso natural.
2.6 IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DE METAIS TRAÇOS
A utilização de metais pelo ser humano vem se intensificando desde o inicio do século XlX, a partir da revolução industrial; a atividade humana vem aumentando os níveis de metais pesados nos ecossistemas aquáticos, principalmente nas atividades provenientes da indústria de galvanoplastia, indústria de mineração e decorrentes dos despejos de efluentes domésticos. A utilização de metais cada dia está mais presente nas nossas vidas, como por exemplo, o mercúrio está presente o visor dos nossos celulares; o chumbo na solda dos computadores que utilizamos, entre outros. Para o ser humano os metais são úteis em pequenas quantidades, como o ferro, magnésio, cobalto e zinco, que constituem a hemoglobina, se estes limites forem ultrapassados estes elementos tornam-se tóxicos para o organismo, ocasionando problemas de saúde. A toxidade dos metais provocam efeitos letais e subletais aos organismos vivos, como por exemplo, retardamento no crescimento, problemas de má formação congênita. A toxidade dos metais é decorrente da dose ou do tempo que o organismo permanece em contato (administração ou absorção). Posteriormente a absorção os elementos são transportados via corrente sanguínea, passando para os fluidos celulares, onde exercem o efeito tóxico.
2.7 TOXIDEZ DOS METAIS PROPOSTOS PARA ESTUDO
Importante ressaltar que os metais traços são elementos naturais presentes no planeta terra; alguns são extremamente necessários para manutenção da vida no planeta; o problema ocorre quando há um desequilíbrio de suas concentrações, expostas (interação) ao ecossistema, passando de um elemento
natural para um elemento poluidor do meio; processo este decorrente de ações naturais do meio ou devido à ação antrópica.
2.7.1 Cádmio
O cádmio é um subproduto da mineração do zinco, facilmente encontrado em ambientes aquáticos. O seu composto inorgânico tem inúmeras aplicações industriais, como por exemplo, em fotografia, em pneus de carros, fertilizantes fosfatados, refinação de metais como zinco, chumbo e cobre; derivados de cádmio são utilizados em processos de galvanoplastia, solda, estabilizadores de PVC, reatores nucleares, tabaco. No organismo o cádmio acarreta problemas de saúde, como descalcificação, reumatismos, destruição das hemácias sanguíneas. Este metal entra na cadeia alimentar do ser humano através da ingestão de vegetais e produtos de animais contaminados (BELIAEFF; PELLETIER, 2011). Nos dia de hoje as principais fontes de contaminação dos corpos de água são devido ao descarte incorreto de pilhas, baterias no meio ambiente.
2.7.2 Cobre
O cobre é um metal muito estudado, pois auxilia em diversas funções orgânicas nos organismos vivos, como a mobilização do ferro para a síntese de hemoglobina, síntese do hormônio da adrenalina e na formação dos tecidos conjuntivos. Tanto em quantidades demasiadamente baixas como demasiadamente altas pode, provocar alterações nos organismos vivos. No meio ambiente o cobre pode provocar corrosões em tubulações; em concentrações elevadas causa a morte de várias formas de vida aquática, podendo entrar na cadeia alimentar e ir acumulando-se ao longo da mesma (BENDORICCHIO, 2005). As principais fontes poluentes são provenientes da atividade industrial de mineração e fundição.
2.7.3 Chumbo
O chumbo é o metal pesado mais abundante na crosta terrestre. Atualmente, a intoxicação aguda pelo chumbo em países desenvolvidos tem sido controlada devido à melhoria das condições de trabalho. Entretanto, tem-se
questionado os males causados pela exposição a doses baixas de chumbo durante um longo período. Muitas pesquisas foram feitas nos últimos 30 anos avaliando as concentrações de chumbo no sangue e seus efeitos (ALLENBY, 2004; MALUF, 2009).
O chumbo proveniente do petróleo é o maior contribuinte para a exposição corpórea e a maior forma de distribuição do metal no meio ambiente. Daí contamina-se o solo, ar e água, através de processos industriais; a exposição ambiental ao chumbo aumentou bastante após o processo de industrialização e o aumento da mineração. É uma exposição maior que de outros elementos da natureza. Após o advento do automobilismo, no início do século XX, aumentou-se bastante a exposição de chumbo devido ao seu uso junto com o petróleo. Calcula-se que a concentração de chumbo no sangue era até 500 vezes menor nos seres humanos da era pré-industrial. Existem duas classes de compostos de chumbo: os inorgânicos, que são os formados por sais e óxidos de chumbo, e os orgânicos que são o chumbo tetraetila e o chumbo tetrametila. Uma vez absorvidos, todos os compostos inorgânicos atuam no organismo da mesma forma. Os compostos orgânicos são lipossolúveis e podem ser absorvidos pela pele e por via respiratória. O osso é o principal compartimento onde armazena-se o metal, cerca de 90% do chumbo encontrado no organismo está depositado nos ossos sob a forma de trifosfato (SILVA, 2001).
2.7.4 Mercúrio
O mercúrio possui um alto poder contaminante, principalmente em ecossistemas aquáticos, devido baixas concentrações provocarem alta contaminação e efeitos deletérios aos organismos vivos. O mercúrio (Hg) é um metal líquido pesado branco prateado, inodoro e de fácil volatilização. Na natureza é encontrado em três formas: mercúrio metálico, sais inorgânicos de mercúrio e mercúrio orgânico, que se diferem pelos aspectos toxicológicos de absorção, transporte e excreção (do metal) e pelo quadro clínico do paciente (LIMA, 2009). Os efeitos tóxicos no ser humano são agudos, como exemplo a anúria, redução da secreção urinária, e diarreia sanguinolenta. Normalmente as contaminações do meio ambiente ocorrem devido ao descarte incorreto de eletroeletrônicos, como exemplo
os celulares que contem mercúrio em seu visor. As indústrias de metalurgia, tintas e plásticos de PVC, utilizam o mercúrio em seus processos industriais.
2.7.5 Zinco
O metal zinco é encontrado em todo o meio ambiente; o elemento zinco, ele é essencial para o bom funcionamento dos sistemas imunológico, digestivo e nervoso, pelo crescimento, controle do diabetes e os sentidos do gosto e do olfato do ser humano (AZEVEDO, 2003).
O zinco apresenta alta resistência à corrosão, permitindo o seu emprego como revestimento protetor de vários produtos. A facilidade de combinação com outros metais permite o seu uso na fabricação de ligas, principalmente os latões e bronzes (ligas cobre-zinco) e as ligas zamac (zinco, Alumínio, Magnésio).
Seu baixo ponto de fusão facilita a moldagem em peças injetadas e centrifugadas. Seu baixo ponto de ebulição facilita a sua extração e refino e, por ser bastante maleável entre 100 e 150°C, pode ser laminado em chapas e estirado em fios.
O zinco é encontrado na natureza principalmente sob a forma de sulfetos, associado ao chumbo, cobre, prata e ferro (galena, calcopirita, argentita e pirita, dentre outros). O minério sulfetado de zinco está sujeito a grandes transformações na zona de oxidação formando óxidos, carbonatos e silicatos. As mineralizações ocorrem, principalmente, nas rochas calcárias que são as hospedeiras usuais (MALUF, 2009).
2.7.6 Bioacumulação
A bioacumulação de metais é determinada através da característica de cada metal traço, associação às diferenças na absorção e velocidade de excreção entre plantas e animais. Definida como sendo uma rede de absorção das substâncias pelos microrganismos, plantas ou animais a partir de seu entorno (água, sedimento, solo e dieta) a bioacumulação pode ter um aumento progressivo ao longo da cadeia alimentar.
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVOS GERAIS
Avaliar o nível de poluição do sistema lagunar da Lagoa da Conceição, com relação aos teores de metais traços em sedimento.
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
a) Avaliar os níveis de metais traços, chumbo (Pb), cádmio (Cd), cobre(Cu) e zinco (Zn), mercúrio (Hg), presentes nas amostras coletadas do sedimentos. b) Determinar os teores de alguns nutrientes solúveis no sedimento coletado. c) Realizar estudos estatísticos com as variáveis levantadas no trabalho, para
melhor compreensão da inter-relação das mesmas.
d) Comparação das concentrações de metais traços encontrados com a Resolução do CONAMA n° 344 de 2004.
e) Comparação das concentrações de metais traços encontrados com os valores encontrados por outros pesquisadores em 1995 e 1998 junto ao corpo lagunar da Lagoa da Conceição
f) Analisar os resultados obtidos do ponto de vista da saúde pública, com repasse das informações à comunidade local e a órgãos competentes.
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 AMOSTRAGEM
Nos levantamentos a campo, seguidos da coleta de sedimentos para análise de metais traços, fixamos os pontos de coleta (amostragem) nos mais variados ambientes que o corpo lagunar está sujeito (corpos de água afluentes, corpos de água a jusante, áreas de baixo e alto índice de ocupação humana, etc.). Foram estabelecidos 13 pontos amostrais, sendo que destes, 10 pontos são também usados pela FATMA como pontos de balneabilidade; os outros 03 (três) pontos foram identificados para cobrir áreas que podem apresentar contaminação por metais pesados, que são:
Um ponto na costa da lagoa, outro ponto em um contribuinte a montante da lagoa, e o terceiro ponto localizado dentro dos domínios de uma marina de barcos da lagoa.
As coletas da primeira campanha foram realizadas no dia 28 de maio, na estação de outono/2013; a segunda coleta no dia 27 de agosto, estação de inverno/2013; a terceira coleta foi realizada no dia 02 de outubro, na estação da primavera/2013. Após cada coleta as amostras foram encaminhadas ao laboratório para realização das análises.
4.2 LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE COLETA
A figura 2 apresenta o mapa da bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição com a identificação dos 13 pontos de coleta das amostras de sedimento.
Figura 2 - Bacia hidrográfica da lagoa da conceição – Identificação dos pontos de coleta.
Fonte: Adaptado do Google (2013).
O levantamento dos pontos foi realizado após análise das características do corpo Lagunar da Lagoa Da Conceição. O quadro 02 apresenta a localização e a descrição dos 13 pontos de coletas de sedimentos.
Quadro 2 – Descrição e localização dos pontos de coleta. Ponto de Coleta Localização 1
Rua Henrique Veras do Nascimento; próximo saída do Posto de combustível (ponto de balneabilidade) - Lagoa da Conceição (centrinho) - lagoa Sul (obs.: alto índice de ocupação imobiliária(residencial e comercial).
Coordenadas: 750128 E 6943972S *.
2
Rua Henrique Veras do Nascimento; dependências da Marina Ponta Areia em frente ao Restaurante Fedoca - Lagoa da Conceição (centrinho) – lagoa centro (obs.: alto índice de ocupação imobiliária (residencial e comercial)).
Coordenadas: 750430E 694399S *.
3
Av. das Rendeiras - dependências da Marina/Restaurante localizada na esquina com Av. Osni Ortiga - Lagoa de Conceição ( lagoa sul). (obs.: alto índice de ocupação imobiliária (residencial e comercial)).
Coordenadas: 750433E 69443779S *.
4
Av. Das Rendeiras - frente ETE da CASAN - (ponto de balneabilidade) - Lagoa da Conceição (lagoa central). (obs.: alto índice de ocupação imobiliária (residencial e comercial)).
Coordenadas: 751781E 6943516S *.
5
Rod. João Gualberto Soares - Rio Capivara (dependências do Hotel Engenho Eco Park) - São João do Rio Vermelho (lagoa norte).
(obs.: corpo de água afluente; ocupação imobiliária (residencial e comercial) média).
Coordenadas: 754193E 6954875S *.
6
Rod. João Gualberto Soares - Rio Vermelho (antes da entrada do PAERV- embaixo da ponte localizada na curva da lombada eletrônica) - São João do Rio Vermelho (lagoa norte). (obs.: corpo de água afluente; ocupação imobiliária (residencial e comercial) média).
7
Rod. João Gualberto Soares - Parque Estadual do Rio Vermelho a esquerda do ponto de embarque da cooperativa de barcos para costa da lagoa) – São João de Rio Vermelho (lagoa norte). (obs.: ocupação imobiliária (residencial e comercial) baixa).
Coordenadas: 751854E 6951083S *.
8
Rua Laurindo Januário da Silveira – Atrás do Posto de Saúde (ponto de balneabilidade) - Canto da Lagoa (lagoa sul). (obs.: alto índice de ocupação imobiliária (residencial e comercial).
Coordenadas: 748309E 6942808S *.
9
Av. das Mangueiras – dependências do Condomínio Saulo Ramos – embaixo da ponte localizada ao lado da guarita de entrada do condomínio próximo da foz do rio que nasce no morro da igrejinha da lagoa – Canto da Lagoa (lagoa sul). (obs.: alto índice de ocupação imobiliária (residencial e comercial).
Coordenadas: 748703E 6943893S *.
10
Servidão da Amizade – (ponto de balneabilidade) Canto da Lagoa (lagoa sul). (obs.: alto índice de ocupação imobiliária (residencial e comercial). Coordenadas: 749480E 6941521S *.
11
Em frente a escola desdobrada da Costa da Lagoa. Próximo a foz do riacho da cachoeira – Costa da Lagoa (lagoa norte). (obs.: contribuinte a montante do corpo lagunar; alto índice de ocupação imobiliária (residencial e comercial).
Coordenadas: 750832E 6950848S *.
12
Trapiche em frente ao salão paroquial igreja – Costa da Lagoa (lagoa norte). (obs.: alto índice de ocupação imobiliária (residencial e comercial). Coordenadas: 750800E 6950890S *.
13
Servidão José Laurindo de Souza - Canal da barra da lagoa, na foz ao lado da ponte da Rod. SC 406, início da rua da fortaleza da barra. Lagoa da Conceição (lagoa norte). (obs.: alto índice de ocupação imobiliária (residencial e comercial).
Coordenadas: 753145E 6945743S *. *Configuração para Google Earth: Fuso 225 WGS 84. Fonte: Elaborado pelo autor, 2013.
A metodologia para o zoneamento do corpo lagunar da Lagoa da Conceição foi desenvolvida segundo método de produção interdisciplinar, apoiada nos princípios da ecologia da paisagem, de forma a propiciar o desenvolvimento sustentável das atividades inerentes ao corpo lagunar, utilizando a técnica de documentação indireta, através da pesquisa bibliográfica e documental, e técnica de documentação direta, através da realização de coletas e análises dos sedimentos na área do estudo.
Nas figuras 03 e 04 são apresentadas fotos dos pontos amostrais 05 e 08 respectivamente.
Figura 3 - Fotos do ponto de coleta de amostras no rio capivara (ponto de identificação 05).
Figura 4 - Fotos do ponto de coleta de amostras, localizado atrás do Posto de Saúde (ponto de balneabilidade) - Canto da Lagoa (ponto de identificação 08).
Fonte: Elaboração do autor, 2013
4.3 AMOSTRAGENS DE SEDIMENTOS
Para coletar as amostras foi utilizado o equipamento draga de Petersen, conforme figura 05 abaixo; este equipamento é apropriado pra a coleta de sedimentos, permite a coleta em diferentes ambientes; seu funcionamento é muito simples, apresenta boa penetração, possui uma estrutura robusta em aço inox, capacidade de coleta de 3 litros, apresenta mecanismo de desarme automático e lastro selado.
Figura 5 – Foto da draga de Petersen.
Fonte: Elaboração do autor, 2013
4.3.1 Procedimentos da coleta
As amostras coletadas servirão de base para realização das análises, contendo os dados necessários da identificação do ponto analisado; para haver uma representatividade da amostra em relação ao ponto coletado, realizamos as coletas das amostras com o equipamento draga de Petersen, mostrado na figura 03. Os sedimentos coletados em 05 (cinco) subpontos foram acondicionados em um recipiente plástico, homogeneizado, quarteado e reduzido em uma única mostra de 1 kg, armazenada em recipiente de vidro, previamente desinfetado com ácido nítrico a 30%, posteriormente enxaguado com água deionizada, para eliminação de metais interferentes; após serem lacradas, as amostras foram encaminhadas ao laboratório para análise. Os metais encontram-se principalmente nas partículas argilosas do sedimento, pois esta fração é a mais importante no transporte do sedimento, ou seja, transporte em suspensão.
4.3.2 Análises dos sedimentos
Como o objetivo geral deste estudo é avaliar o nível de poluição do sistema lagunar da Lagoa da Conceição, realizamos além das análises dos metais traços, análises buscando obter informações referentes ao aporte de nutrientes junto ao corpo lagunar, pois estes elementos podem interagir com os elementos objetos deste estudo, interferindo nos resultados obtidos (totalizando 28 análises por amostra de sedimento).
Os metais traços foram analisados pelo método de espectrometria de absorção atômica com chama, equipamento Atomic Absorption Spectroscopy Analyst 300, fabricante Perkin Elmer; pelo equipamento de absorção atômica do fabricante VARIAN, modelo AA140, número de série AA0906M048, como acessório para análise de mercúrio (GERADOR DE HIDRETOS, modelo VGA 77, numero de série AY0906M279); como equipamento acessório FORNO DE GRAFITE fabricante AGILENT, modelo GTA 120, número de série A1112M379. Sendo que a absorção atômica é uma técnica já consolidada e aceita pela maioria dos órgãos de normalização.
4.3.2.1 Preparação e desenvolvimento das análises
Para minimizar possíveis contaminações das amostras processadas, todos os materiais utilizados foram descontaminados com ácido nítrico a 30% para eliminação de metais interferentes, e posteriormente enxaguados com água deionizada entre as análises.
Após a abertura das amostras (extração) foi usado HCL para conservação das soluções de sedimentos, acondicionados em frascos de vidros. Em todos os trabalhos utilizou-se água deionizada. Foi realizado em paralelo um estudo de comparação interlaboratorial para a determinação de metais numa amostra teste de sedimento. A solução analítica destas amostras foram enviadas para dois laboratórios CIDASC, QMC;
A responsabilidade do laboratório iniciou com a recepção da amostra do sedimento, estando devidamente identificadas; após a recepção a amostra foi seca em estufa a 40 graus C, moída e passada em peneira com malha de dois mm para serem realizadas as seguintes análises:
1. Textura (teor de argila) 2. PH em água 3. Índice de SMP 4. Fósforo assimilável 5. Potássio disponível 6. Enxofre 7. Matéria Orgânica 8. Alumínio Trocável 9. Cálcio Trocável 10. Magnésio Trocável 11. Alumínio 12. Cálcio 13. Magnésio 14. Sódio 15. H + Al
16. Soma das Bases – S
17. Capacidade de Troca de cátions – CTC 18. Saturação de Bases – V 19. Ferro 20. Manganês 21. Cloreto 22. Boro 23. Alumínio total 24. Cobre 25. Cádmio 26. Chumbo 27. Mercúrio 28. Zinco
As determinações que compõem a análise de rotina foram realizadas no laboratório de solos da CIDASC; as análises de micronutrientes foram realizadas no laboratório da UDESC de Lages/SC, pelo motivo de problemas técnicos relacionado com o aparelho de absorção atômica do laboratório da CIDASC; as análises de metais traços (Chumbo, cádmio, cobre, mercúrio, zinco) foram realizadas no laboratório contratado pela FATMA, Laboratório de Análises - QMC (anexo).
4.3.2.2 As metodologias usadas seguem:
a)
Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNTb)
Norma BRASILEIRA ABNT NBR 10006 - Procedimentos para obtenção de extrato solubilizado de resíduos sólidos.c)
SM - Standard Methods for the Examination of Water &Wastewater.d)
Recomendações de adubação e calagem para os estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, SBCS – Núcleo Regional Sul/EMBRAPA-CNPT, 2004.4.3.2.3 Análise de textura (teor de argila)
O teor de argila do sedimento é necessário para a interpretação da análise de fósforo “disponível”, separando-se o solo em cinco classes. Essa determinação é feita por densímetro, após a dispersão do solo com solução de hidróxido de sódio, conforme apresentado no anexo 01 (Recomendações de adubação e calagem para os estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, SBCS – Núcleo Regional Sul / EMBRAPA – CNPT, 2004).
4.3.2.4 Acidez ativa, acidez potencial e índice de SMP (SHOEMAKER, MAC LEAN E PRATT)
A acidez ativa do sedimento é determinada pelo pH (Potencial Hidrogêniônico) em água, na relação 1:1 (sedimento e água). A acidez potencial é avaliada pela mudança de PH de uma solução tamponada, obtendo-se o índice SMP, este é correlacionado com a quantidade de calcário necessária para atingir valores de PH desejado. O índice SMP apresenta alta correlação com o valor de H+Al (acidez potencial). (Recomendações de adubação e calagem para os estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, SBCS – Núcleo Regional Sul / EMBRAPA – CNPT, 2004)
4.3.2.5 Fósforo, Potássio, Enxofre
Para analisar a eficiência para extração do fósforo disponível pelo método Mehlich-1, faz-se necessário avaliar a influência da capacidade tampão dos fosfatos presentes no sedimento analisado. Em sedimentos drenados, o enxofre “disponível” está na forma de sulfato, adsorvido às argilas e óxidos ou ligados à matéria orgânica. Os teores extraídos com solução de fosfato de cálcio (500 mg.L-1 de P) variam, em geral, de zero a 20 mg.dm-3 de SO4 2-. Para o potássio disponível, a
capacidade tampão do sedimento não interfere no processo de extração pelo método Mehlich-1 (Recomendações de adubação e calagem para os estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, SBCS – Núcleo Regional Sul / EMBRAPA – CNPT, 2004). (Recomendações de adubação e calagem para os estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, SBCS – Núcleo Regional Sul / EMBRAPA – CNPT, 2004).
4.3.2.6 Matéria Orgânica
O teor de matéria orgânica é um parâmetro de grande importância na avaliação da fertilidade do sedimento. O método de oxidação da matéria orgânica do sedimento, por solução sulfocrômica com calor externo e determinação espectrofotométrica do Cr3+. Os valores são expressos em percentual. (Recomendações de adubação e calagem para os estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, SBCS – Núcleo Regional Sul / EMBRAPA – CNPT, 2004).
4.3.2.7 Determinação de Alumínio (trocável), Cálcio e Magnésio
O cálcio e o magnésio são os principais componentes da capacidade de troca de cátions na maioria dos sedimentos. Em sedimentos ácidos, os teores de cálcio e magnésio extraídos por KCl 1M são, em geral, inferiores a 12 e 6 cmolc.dm -3
, respectivamente. Como o Al3+ é determinado por titulação ácido-base, os componentes ácidos do solo extraídos com KCl 1M são referidos como Al3+ trocável, indistintamente de sua natureza, em alguns casos parte dessa acidez pode ser constituída de hidrogênio, principalmente em sedimentos com teor elevado de matéria orgânica. Os valores destes elementos são dados em função amassa
atômica em g /valência/100, em relação ao hidrogênio (H+); é a quantidade necessária do nutriente para deslocar 10,08 mg de H; é expresso em CMOLC/L. (Recomendações de adubação e calagem para os estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, SBCS – Núcleo Regional Sul / EMBRAPA – CNPT, 2004).
4.3.2.8 Determinação de Sódio
O sódio é determinado através da intensidade da emissão de sódio da alíquota espectrofotômetro de absorção (Recomendações de adubação e calagem para os estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, SBCS – Núcleo Regional Sul / EMBRAPA – CNPT, 2004).
4.3.2.9 H + Al (Acidez potencial), Soma das bases – SB, Capacidade de troca cátions – CTC, Saturação de bases – V
A capacidade de troca de cátions (CTC), e calculada pela soma dos
cátions de reação básica trocável (K +; Ca 2+; Mg 2+ e as vezes Na+).E a proporção
dos principais cátions retidos nas cargas negativas do sedimento são importantes para a caracterização química e para o diagnóstico dos teores dos elementos no sedimento. Já a relação entre o valor de H + Al e o pH SMP, estabelece uma equação para a estimativa do valor de H + Al (acidez potencial), que pode ser utilizado no cálculo da CTC (método da soma de cátions trocáveis).A soma de bases trocáveis (SB) do sedimento representa a soma dos teores de cátions permutáveis, exceto H+ e Al³+ (SB = Ca²+ + Mg²+ + K+). Denomina-se saturação por bases (V%) a soma das bases trocáveis expressa em porcentagem de capacidade de troca de cátions: V%=100*SB / CTC.
A saturação por bases é um indicativo das condições gerais de fertilidade do Sedimento. (Recomendações de adubação e calagem para os estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, SBCS – Núcleo Regional Sul / EMBRAPA – CNPT, 2004).
