Avaliação da qualidade de sedimentos de rios da Região Metropolitana de Curitiba com ênfase em espécies Metálicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Schnitzler, Danielle Caroline
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/24847
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Marco Tadeu Grassi
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaGrassi, Marco Tadeu, 1959-Schnitzler, Danielle Caroline2024-08-12T13:09:03Z2024-08-12T13:09:03Z2010https://hdl.handle.net/1884/24847Orientador: Prof. Dr. Marco Tadeu GrassiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba,27/03/2008Bibliografia: fls. 138-153Resumo: Neste trabalho foi avaliada a qualidade de sedimentos provenientes de alguns rios da Regiao Metropolitana de Curitiba, em relacao a presenca dos metais cadmio, cobre, chumbo, niquel e zinco, de maneira a fornecer dados, atualmente inexistentes, sobre sua biodisponibilidade e seu potencial toxico. As amostras foram coletadas em dez pontos diferentes da regiao de maneira a cobrir diferentes niveis de ocupacao das bacias e de urbanizacao. Estas regioes possuem importancia estrategica, do ponto de vista ambiental e socio-economico, porem alguns dos rios estao sujeitos a diversos impactos oriundos da urbanizacao. O impacto ambiental associado a biodisponibilidade dos metais nos sedimentos foi previsto a partir da aplicacao da teoria do equilibrio de particao. Neste contexto, foram otimizados protocolos voltados a extracao, fixacao e determinacao de sulfetos (S2-) para a determinacao dos sulfetos volatilizaveis por acidificacao (SVA), bem como para a determinacao dos metais extraidos simultaneamente (MES) nas amostras de sedimento. Essas determinacoes foram realizadas em fracoes de diferentes profundidades dos sedimentos. As concentracoes dos metais tambem foram avaliadas na agua intersticial do sedimento. Os resultados obtidos foram comparados com valores-guia de qualidade definidos pela Agencia Canadense de Fiscalizacao e Controle Ambiental. Parametros tais como potencial redox, pH, amonia, fosforo e arbono organico dissolvido (COD) foram determinados nos sedimentos e agua intersticial. As amostras tambem foram caracterizadas por fluorescencia de raios-X, fluorescencia molecular, analise termogravimetrica, espectroscopia no infravermelho e analise elementar. Os sedimentos sao formados basicamente por uma fracao inorganica de minerais argilosos e quartzo contendo Si, Al, Fe, Ca, K, Mg, Na, Ti, P, Sr, Co e Se, sendo que principalmente os rios a jusante da cidade apresentaram maiores concentracoes de Fe, Ti, Ca e K. Os metais associados ao SVA encontrados em maiores concentracoes foram o Pb e o Zn. As amostras que apresentaram niveis mais elevados dos metais foram aquelas provenientes de pontos localizados a jusante da cidade de Curitiba. A area mais impactada segundo a relacao ƒ°[MES-SVA] foi a da egiao mais industrializada. Ambientes mais redutores apresentaram altas concentracoes de SVA, corroborando dados para amonia. As menores concentracoes de amonia surgiram em ambientes de carater mais oxidante e com pH ligeiramente acido. Os niveis de fosforo, associados aos parametros estudados criam um possivel cenario de liberacao deste elemento, intensificando processos de eutrofizacao, particularmente no Reservatorio do Irai. A materia organica dissolvida apresentou caracteristicas distintas para cada ambiente em estudo, sendo possivel diferenciar quanto ao grau de humificacao e quanto ao tipo de estrutura presente. Amostras acidas e formadas por estruturas mais alifaticas foram caracteristicas de acidos fulvicos. Pela decomposicao termica da materia organica foi possivel diferenciar a materia organica labil daquela recalcitrante. A porcentagem recalcitrante foi maior para todas as amostras. As amostras dos rios Irai e Curralinho apresentaram uma materia organica mais humificada. Os resultados permitiram diferenciar as regioes estudadas e principalmente observar que os sedimentos dos rios a jusante da cidade de Curitiba sofrem com a influencia da expansao urbana, conjugada as deficiencias nas instalacoes de tratamento de esgoto, como os principais responsaveis pela contribuicao de cargas poluentes.Abstract: The quality of sediments collected in rivers located at the Metropolitan Region of Curitiba were evaluated in this work with respect to the presence of the metals cadmium, copper, lead, nickel and zinc. The study aimed also an assessment of their potential environmental impact. Samples were collected in order to represent different levels of occupation and urbanization. The overall region presents relevance under the socioeconomical and environmental viewpoints. Nevertheless, some of the rivers have been submitted to several impacts during the last decades, most of them related to the urbanization process. The environmental impact associated with the bioavailability of metallic species in the sediments was predicted on the basis of the equilibrium partitioning approach. In this context analytical protocols related to the extraction, fixation and determination of sulfides, in order to determine of acid volatile sulfides (AVS), as well as for the determination of simultaneously extracted metals (SEM) were optimized. These determinations were carried out in different sediment fractions corresponding to different depths. Metal concentrations in the sediments pore water were also determined. Results obtained were compared with sediment quality values defined by the Environment Canada. Parameters such as redox potential, pH, ammonium, phosphorus, and organic carbon were also determined in all sediment and pore water samples. Sediment samples were also characterized employing X-ray fluorescence, molecular fluorescence, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy and elemental analysis. Sediments are composed basically by a mixture of clay and sandy inorganic minerals containing Si, Al, Fe, Ca, K, Mg, Na, Ti, P, Sr, Co, and Se. Rivers located downstream the city of Curitiba presented higher concentrations of Fe, Ti, Ca and K. Metals linked to the AVS phase present in higher concentrations were Pb and Zn. Samples which presented higher concentrations were those ones from samples collected downstream the city. The most impacted area, taking into account the expression ƒ°[SEM . AVS] was that one from the most industrialized area. Reducing environments presented higher AVS concentrations, in accordance with results for ammonia. Lower ammonia concentrations were determined in more oxidizing environments, which also presented low pH values. Levels of phosphorus, evaluated with some other parameters, generated a scenario where the release of this element to the water column may happen, intensifying an eutrophication process already in course, specifically when the Irai reservoir is considered. The dissolved organic matter presented distinct characteristics for each environment revealing different humification degrees as well as chemical structures. More acidic samples showed aliphatic structures with fulvic acid type characteristics. Throughout the thermal decomposition of the organic matter we were able to differentiate between the more labile organic matter from the more recalcitrant ones. The recalcitrant portion prevailed in all studied samples. Samples from both the Curralinho River and Irai reservoir were the ones which presented the more humified organic matter. Generally speaking, the results allowed us to differentiate the regions and, mainly, to collect evidences that the rivers located downstream the city of Curitiba have been distressed under the influence of the urban expansion conjugated to the deficiencies related to sewage treatment. These aspects are the most important for the pollution loads and consequent degradation of the river sediments.151f. : il. [algumas color.], grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalRiosMetais - BiodegradaçãoImpacto ambientalQuímicaAvaliação da qualidade de sedimentos de rios da Região Metropolitana de Curitiba com ênfase em espécies Metálicasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALTese_Danielle_Caroline_Schnitzler.pdfapplication/pdf2286893https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/24847/1/Tese_Danielle_Caroline_Schnitzler.pdfbae240bcf8ff55c00b1954471f23cd5aMD51open accessTEXTTese_Danielle_Caroline_Schnitzler.pdf.txtExtracted Texttext/plain360174https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/24847/2/Tese_Danielle_Caroline_Schnitzler.pdf.txt55e7626d1829b0557109602bea123e97MD52open accessTHUMBNAILTese_Danielle_Caroline_Schnitzler.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1523https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/24847/3/Tese_Danielle_Caroline_Schnitzler.pdf.jpg2bb4985b67604ed4cc7f77c05edebc53MD53open access1884/248472024-08-12 10:09:03.937open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/24847Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-08-12T13:09:03Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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