Mapeamento geoquímico de baixa densidade por sedimentos de corrente da bacia hidrográfica do Rio Doce para definição de background multielementar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Botelho, Leonardo Coelho
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/33964
Resumo: A bacia hidrográfica do Rio Doce (BHRD) é a segunda maior bacia do sudeste, em termos de tamanho e importância socioeconômica. Ela engloba um total de 228 municípios, sendo 200 deles no estado de Minas Gerais e 28 no Espírito Santo. Tem grande influência hídrica na região sudeste e corresponde à uma considerável parcela do PIB do estado de Minas Gerais. Além de sua grande relevância, essa bacia também foi palco do maior desastre ambiental da América Latina, o rompimento da barragem de Mariana em 2015. Embora esse desastre não seja objeto de estudo direto do presente trabalho, ele reforça a necessidade de estudos de background geoquímico na região. Em razão disso, o objetivo principal é definir a assinatura do background geoquímico da BHRD, caracterizando as contribuições geogênica e antrópica, ou seja, as concentrações naturais (background) e possíveis concentrações oriundas das atividades humanas. A partir dessa caracterização geoquímica, futuras contribuições antrópicas poderão ser diagnosticadas e quantificadas de forma precisa. Para alcançar tal objetivo, foram utilizadas 540 amostras de sedimentos de corrente de fração inferior a 80 mesh, coletadas entre 2009 e 2010, pelo Serviço Geológico do Brasil (SGB-CPRM). As amostras foram digeridas em água régia (sistema aberto) e a concentração de 52 elementos (Ag, Al, As, Au, B, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Pd, Pt, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, U, V, W, Y, Zn e Zr), foram determinadas utilizando ICP-MS e ICP-OES. Para a obtenção de valores de background de todos os elementos analisados, o processamento dos resultados de cada amostra foi realizado através dos métodos geoestatísticos MAD e TIF-Box Plot, considerando as unidades geológicas. Fator de enriquecimento, fator de contaminação, índice de poluição, grau de contaminação modificado e risco ecológico potencial foram calculados considerando os seguintes elementos: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, U e Zn. A partir do cálculo dos valores de background e índices ambientais, foram confeccionados mapas geoquímicos para avaliar suas distribuições ao longo da BHRD. A interpretação dos mapas geoquímicos foi feita com ênfase nos onze elementos potencialmente tóxicos (EPT), de modo a comparar as concentrações obtidas com os valores contemplados na legislação ambiental brasileira. Analisando os valores de background multi-elementares e os índices ambientais principais (fator de enriquecimento, fator de contaminação, grau de contaminação modificado e risco ecológico potencial) nota-se que a BHRD contém diversas anomalias positivas, majoritariamente relacionadas a fatores geogênicos. As anomalias de Cd e Hg, cujas concentrações ultrapassaram o nível 2 estipulado pela resolução n° 454 do (Brasil, 2012), representam possíveis contaminações antrópicas.
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Embora esse desastre não seja objeto de estudo direto do presente trabalho, ele reforça a necessidade de estudos de background geoquímico na região. Em razão disso, o objetivo principal é definir a assinatura do background geoquímico da BHRD, caracterizando as contribuições geogênica e antrópica, ou seja, as concentrações naturais (background) e possíveis concentrações oriundas das atividades humanas. A partir dessa caracterização geoquímica, futuras contribuições antrópicas poderão ser diagnosticadas e quantificadas de forma precisa. Para alcançar tal objetivo, foram utilizadas 540 amostras de sedimentos de corrente de fração inferior a 80 mesh, coletadas entre 2009 e 2010, pelo Serviço Geológico do Brasil (SGB-CPRM). As amostras foram digeridas em água régia (sistema aberto) e a concentração de 52 elementos (Ag, Al, As, Au, B, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Pd, Pt, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, U, V, W, Y, Zn e Zr), foram determinadas utilizando ICP-MS e ICP-OES. Para a obtenção de valores de background de todos os elementos analisados, o processamento dos resultados de cada amostra foi realizado através dos métodos geoestatísticos MAD e TIF-Box Plot, considerando as unidades geológicas. Fator de enriquecimento, fator de contaminação, índice de poluição, grau de contaminação modificado e risco ecológico potencial foram calculados considerando os seguintes elementos: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, U e Zn. A partir do cálculo dos valores de background e índices ambientais, foram confeccionados mapas geoquímicos para avaliar suas distribuições ao longo da BHRD. A interpretação dos mapas geoquímicos foi feita com ênfase nos onze elementos potencialmente tóxicos (EPT), de modo a comparar as concentrações obtidas com os valores contemplados na legislação ambiental brasileira. Analisando os valores de background multi-elementares e os índices ambientais principais (fator de enriquecimento, fator de contaminação, grau de contaminação modificado e risco ecológico potencial) nota-se que a BHRD contém diversas anomalias positivas, majoritariamente relacionadas a fatores geogênicos. As anomalias de Cd e Hg, cujas concentrações ultrapassaram o nível 2 estipulado pela resolução n° 454 do (Brasil, 2012), representam possíveis contaminações antrópicas.The Rio Doce watershed (BHRD) is the second largest basin in the Brazilian southeast, in terms of size and socioeconomic importance. It encompasses a total of 228 cities, 200 of which are in the state of Minas Gerais and 28 in Espírito Santo. It has great water influence in the southeast region and corresponds to a considerable portion of the GDP of the state of Minas Gerais. In addition to its great importance, this basin was also the scene of the biggest environmental disaster in Latin America, the rupture of the Mariana dam in 2015. Although this disaster is not the objective of this work, it reinforces the need for studies of the geochemical background in the region. As a result, the main objective is to define the geochemical signature of the BHRD, characterizing the geogenic and anthropic contributions, that is, the natural concentrations (background) and possible concentrations arising from human activities. From this geochemical characterization, future anthropic contributions will be able to be accurately diagnosed and quantified. To achieve this objective, 540 stream sediment samples with a fraction smaller than 80 mesh were collected between 2009 and 2010, by the Geological Survey of Brazil (SGB-CPRM) were used. The samples were digested in aqua regia (open system) and the concentration of 52 elements (Ag, Al, As, Au, B, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Pd, Pt, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, U, V, W, Y, Zn and Zr) were determined using ICP-MS and ICP-OES. To obtain background values of all analyzed elements, the processing of the results of each sample was carried out using the MAD and TIF-Box Plot geostatistical methods, considering the geological units. Enrichment factor, contamination factor, pollution index, modified contamination degree, and potential ecological risk were calculated considering the following elements: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, U, and Zn. From the calculation of the background values and environmental indexes, geochemical maps were made to evaluate their distribution along the BHRD. The interpretation of the geochemical maps was made with emphasis on the eleven potentially toxic elements (PTE), to compare the concentrations obtained with the values contemplated in the Brazilian environmental legislation. Analyzing the multi-element background values and the main environmental indices (enrichment factor, contamination factor, modified contamination degree, and potential ecological risk) it is noted that the BHRD contains several positive anomalies, mostly related to geogenic factors. The Cd and Hg anomalies whose concentrations exceeded level 2 that is stipulated by resolution no. 454 of (Brasil, 2012), represent possible anthropogenic contamination.150 f.Silva Filho, Emmanoel Vieira dahttp://lattes.cnpq.br/5366157471959981Marques, Eduardo Duartehttp://lattes.cnpq.br/8256609331887637Larizzatti, João Henriquehttp://lattes.cnpq.br/2303180997585402Machado, Wilson Thadeu Vallehttp://lattes.cnpq.br/9250125302396616http://lattes.cnpq.br/3551744398855858Botelho, Leonardo Coelho2024-08-07T17:56:26Z2024-08-07T17:56:26Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBOTELHO, Leonardo Coelho. Mapeamento geoquímico de baixa densidade por sedimentos de corrente da bacia hidrográfica do Rio Doce para definição de background multielementar. 2023. 150 f. Dissertação (Mestrado em Geociências - Geoquímica Ambiental) - Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2023.https://app.uff.br/riuff/handle/1/33964CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2024-08-07T17:56:30Zoai:app.uff.br:1/33964Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-07T17:56:30Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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description A bacia hidrográfica do Rio Doce (BHRD) é a segunda maior bacia do sudeste, em termos de tamanho e importância socioeconômica. Ela engloba um total de 228 municípios, sendo 200 deles no estado de Minas Gerais e 28 no Espírito Santo. Tem grande influência hídrica na região sudeste e corresponde à uma considerável parcela do PIB do estado de Minas Gerais. Além de sua grande relevância, essa bacia também foi palco do maior desastre ambiental da América Latina, o rompimento da barragem de Mariana em 2015. Embora esse desastre não seja objeto de estudo direto do presente trabalho, ele reforça a necessidade de estudos de background geoquímico na região. Em razão disso, o objetivo principal é definir a assinatura do background geoquímico da BHRD, caracterizando as contribuições geogênica e antrópica, ou seja, as concentrações naturais (background) e possíveis concentrações oriundas das atividades humanas. A partir dessa caracterização geoquímica, futuras contribuições antrópicas poderão ser diagnosticadas e quantificadas de forma precisa. Para alcançar tal objetivo, foram utilizadas 540 amostras de sedimentos de corrente de fração inferior a 80 mesh, coletadas entre 2009 e 2010, pelo Serviço Geológico do Brasil (SGB-CPRM). As amostras foram digeridas em água régia (sistema aberto) e a concentração de 52 elementos (Ag, Al, As, Au, B, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Pd, Pt, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, U, V, W, Y, Zn e Zr), foram determinadas utilizando ICP-MS e ICP-OES. Para a obtenção de valores de background de todos os elementos analisados, o processamento dos resultados de cada amostra foi realizado através dos métodos geoestatísticos MAD e TIF-Box Plot, considerando as unidades geológicas. Fator de enriquecimento, fator de contaminação, índice de poluição, grau de contaminação modificado e risco ecológico potencial foram calculados considerando os seguintes elementos: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, U e Zn. A partir do cálculo dos valores de background e índices ambientais, foram confeccionados mapas geoquímicos para avaliar suas distribuições ao longo da BHRD. A interpretação dos mapas geoquímicos foi feita com ênfase nos onze elementos potencialmente tóxicos (EPT), de modo a comparar as concentrações obtidas com os valores contemplados na legislação ambiental brasileira. Analisando os valores de background multi-elementares e os índices ambientais principais (fator de enriquecimento, fator de contaminação, grau de contaminação modificado e risco ecológico potencial) nota-se que a BHRD contém diversas anomalias positivas, majoritariamente relacionadas a fatores geogênicos. As anomalias de Cd e Hg, cujas concentrações ultrapassaram o nível 2 estipulado pela resolução n° 454 do (Brasil, 2012), representam possíveis contaminações antrópicas.
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