Avaliação da contaminação em solos e sedimentos da bacia hidrográfica do rio Doce por metais pesados e sua relação com o fundo geoquímico natural

• Main Author: Pacheco, Anderson Almeida
• Publication Date: 2015
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Download full: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/6465
• topic: Bacias hidrográficas - Rio Doce; Metais pesados; Mineralogia do solo; Sedimentos; Radiação sincrotônica; Ciência do Solo

Esta bacia, possui uma área de drenagem de aproximadamente 86.715 km2, dos quais 86 % pertencem ao Estado de Minas Gerais e o restante ao Espírito Santo, abrangendo um total de 230 municípios. É uma área de grande importância econômica, política e social que necessita de pesquisas que contribuam para a gestão de recursos ambientais em prol do desenvolvimento sustentável. Ao longo do curso do rio Doce a atividade predominante é a agrícola, entretanto, é possível também observar diversas cidades e regiões industriais importantes, como é o caso do Vale do Aço mineiro. Neste contexto a bacia do rio Doce se insere em uma preocupação mundial sobre a contaminação por metais pesados e seus efeitos na degradação ambiental e impactos na saúde humana. Os objetivos deste estudo foram testar se as atividades humanas estabelecidas na bacia do rio Doce são responsáveis por altos níveis de metais pesados neste ambiente, e obter melhor compreensão dos processos de contaminação da bacia, a fim de melhorar a gestão dos recursos hídricos para o desenvolvimento sustentável desta bacia. Para se alcançar tais objetivos, a coleta foi realizada ao longo dos 853 km da calha principal do rio Doce. Foram coletados solos da parte alta da paisagem, Neossolos Flúvicos e sedimentos fluviais das margens esquerda e direita do canal do rio. Nestes materiais foram realizados caracterizações físicas e químicas de fertilidade, dissolução seletiva dos óxidos de ferro pelos métodos do ditionito-citrato-bicarbonato de sódio (DCB) e oxalato ácido de amônio (OAA), teores totais de óxidos de Fe, Al, Si, Ti, Mn e os metais pesados V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Ba, Hg e Pb pela fluorescência de raios-X, difratometria de raios-X da fração argila, microscopia eletrônica de transmissão, suscetibilidade magnética e espectroscopia de absorção de raios-X pela radiação síncrotron. Ao se analisar os compartimentos coletados da bacia do rio Doce estes apresentaram alto grau de intemperismo com pH ácidos, baixa CTC, na sua maioria distróficos e presença de argila de baixa atividade. Os baixos teores de Fe extraídos pelo OAA dos solos resultaram em uma baixa relação Feo/Fed, indicando a presença de formas cristalinas dos óxidos de ferro, característico do elevado grau de intemperismo sofrido por estes materiais. Os teores totais dos metais pesados para os solos se apresentaram distintos ao longo da bacia do rio Doce. Os teores de As apresentaram concentrações muito baixas a nulas, com exceção do Cambissolo Háplico da região de Conselheiro Pena (MG) que apresentou teores variando de 50,4 a 119,1 μg g-1 em superfície e subsuperfície respectivamente. A suscetibilidade magnética (χBF) e a frequência dependente (χFD) da suscetibilidade magnética por unidade de massa apresentaram grande variação entre as classes de solos e principalmente destas com os Neossolos Flúvicos da bacia do rio Doce. Nos Neossolos Flúvicos esta apresentou valores relativamente superiores aos dos solos da bacia do rio Doce, variando de 27,84 a 659,61 10-8 m3 kg-1 para a fração TFSA. Correlação linear positiva foi observada entre a χBF da fração TFSA e Areia com os teores de Fe, V, Cr, Co, Ni e Cu e da fração argila com Fe, V, Co e Cu. Também se observou correlação positiva entre o Fe e o V, Cr, Co, Ni, Cu e Zn. Pela difratometria de raios-X da fração argila dos solos, solos aluvias e sedimentos da bacia do rio Doce foi possível observar similaridades na mineralogia destes materiais, sendo constituída basicamente por vermiculita, vermiculita com hidróxi-entrecamada, ilita, caulinita, gibbsita, goethita e hematita. O fundo geoquímico natural foi determinado neste trabalho para a Bacia do Rio Doce, com destaque para os metais pesados V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Ba e Pb, que apresentaram valores acima da referência de qualidade (VRQs) para os solos de Minas Gerais. Os teores dos metais pesados analisados nos sedimentos do rio Doce não indicaram incremento expressivos nos pontos avaliados, quando se compara a coleta antes e depois de cidades e afluentes deste rio. Avaliando o Cr pela X-ray absorption near edge structure spectroscopy (XANES), utilizando a radiação síncrotron nos solos, Neossolos Flúvicos e sedimentos, tal elemento apresentou-se como Cr(III) e não se encontrou o Cr(VI), sua forma tóxica.