Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52077 |
Resumo: | O aporte de poluentes como metais pesados a corpos hídricos pode representar um risco ao ecossistema aquático. Diversas atividades antrópicas podem contribuir com o aporte de metais e outros elementos traço, especialmente em áreas urbanizadas. Os sedimentos aquáticos têm grande capacidade de reter metais pesados, podendo liberálos no ambiente de acordo com mudanças físico-químicas. Entretanto, a capacidade de retenção e liberação de metais depende de características composicionais e granulométricas do sedimento. Assim, esta pesquisa teve como objeto geral avaliar a distribuição de metais por composição e granulometria, e o risco ecológico da presença de metais em sedimentos de água doce para fins de monitoramento. A partir do objetivo geral foram estabelecidos os seguintes objetivos específicos: I) avaliar o risco ecológico de metais em sedimentos de água doce e a influência da composição e granulometria do sedimento no risco e distribuição de metais; II) monitorar variações temporais e espaciais de metais biodisponíveis em sedimentos de água doce. Esses objetivos específicos foram desenvolvidos de modo a resultarem em artigos científicos que compõem esta dissertação na forma de capítulos. Neste trabalho, foram utilizadas amostras de sedimento do baixo curso da Bacia Hidrográfica do Rio Doce, uma região situada em uma área urbana no litoral do Nordeste brasileiro. No primeiro capítulo, amostras de sedimento foram separadas em 5 frações granulométricas (<0,063 mm; 0,063-0,3 mm; 0,3-0,6 mm; 0,6-2 mm; >2 mm) para determinação da carga dos metais Cd, Cr, Cu, Pb, Ni e Zn por fração granulométrica; para investigação da composição dessas frações com lupa binocular; e para determinação da distribuição de metais por fração química na fração granulométrica mais fina. O risco ecológico que esses metais representam foi avaliado usando Diretrizes de Qualidade de Sedimento (DQS) e Índice de Risco Ecológico. As frações granulométricas com teores de metais mais elevados foram a fração mais fina e a mais grossa, que também apresentam componentes com alta capacidade de reter metais, como silte e argila, matéria orgânica e hidróxidos de Fe. Diferenças na composição dos sedimentos influenciaram apenas as distribuições de Cr e Ni por fração química. Além disso, as amostras de sedimento não apresentaram risco ecológico associado aos seis metais, de acordo com o índice e as diretrizes selecionados. Entretanto, esses metais ainda podem ser motivo de preocupação, devido à potencial subestimativa da toxicidade pelas DQS. O capítulo 2, que corresponde ao segundo objetivo específico, apresenta o resultado do monitoramento de variações temporais e espaciais de Ag, As, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sn, V e Zn biodisponíveis nos sedimentos da área de estudo. A coleta de amostras foi realizada mensalmente por 12 meses. Os teores de dos elementos biodisponíveis foram comparados a teores de matéria orgânica, carbonatos, concentrações totais de Fe e Ti e distribuição granulométrica. A qualidade do sedimento também foi avaliada por comparação com concentrações de background e DQS. As características do sedimento foram o principal fator que influenciou a variação espacial, uma vez que maiores concentrações de elementos biodisponíveis foram correlacionadas com maiores teores de silte e argila, carbonato e matéria orgânica. Além disso, no local de amostragem em que os teores de elementos biodisponíveis se mostraram mais elevados, as concentrações de elementos apresentaram pico cerca de três meses após o mês com mais chuvas acumuladas. Esse atraso temporal indica que os elementos traço não são incorporados ao sedimento de imediato. Os metais As, Cr, Cu, Ni, Pb and V se mostraram enriquecidos antropogenicamente nos sedimentos da área de estudo durante o período investigado, embora as concentrações de elementos traço observadas tenham sido menores que os das DQS. |
id |
UFRN_fcb5c71ed1ecb1014b094f60c87ab730 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/52077 |
network_acronym_str |
UFRN |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFRN |
repository_id_str |
|
spelling |
Silva, Vinícius Nogueira dahttps://orcid.org/0000-0003-1260-324Xhttp://lattes.cnpq.br/2414651829046521https://orcid.org/0000-0001-8818-0605http://lattes.cnpq.br/5181465668193577Sigolo, Joel BarbujianiNavoni, Júlio AlejandroSouza, Raquel Franco de2023-04-10T21:24:12Z2023-04-10T21:24:12Z2022-06-23SILVA, Vinícius Nogueira da. Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN. Orientador: Raquel Franco de Souza. 2022. 80f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52077O aporte de poluentes como metais pesados a corpos hídricos pode representar um risco ao ecossistema aquático. Diversas atividades antrópicas podem contribuir com o aporte de metais e outros elementos traço, especialmente em áreas urbanizadas. Os sedimentos aquáticos têm grande capacidade de reter metais pesados, podendo liberálos no ambiente de acordo com mudanças físico-químicas. Entretanto, a capacidade de retenção e liberação de metais depende de características composicionais e granulométricas do sedimento. Assim, esta pesquisa teve como objeto geral avaliar a distribuição de metais por composição e granulometria, e o risco ecológico da presença de metais em sedimentos de água doce para fins de monitoramento. A partir do objetivo geral foram estabelecidos os seguintes objetivos específicos: I) avaliar o risco ecológico de metais em sedimentos de água doce e a influência da composição e granulometria do sedimento no risco e distribuição de metais; II) monitorar variações temporais e espaciais de metais biodisponíveis em sedimentos de água doce. Esses objetivos específicos foram desenvolvidos de modo a resultarem em artigos científicos que compõem esta dissertação na forma de capítulos. Neste trabalho, foram utilizadas amostras de sedimento do baixo curso da Bacia Hidrográfica do Rio Doce, uma região situada em uma área urbana no litoral do Nordeste brasileiro. No primeiro capítulo, amostras de sedimento foram separadas em 5 frações granulométricas (<0,063 mm; 0,063-0,3 mm; 0,3-0,6 mm; 0,6-2 mm; >2 mm) para determinação da carga dos metais Cd, Cr, Cu, Pb, Ni e Zn por fração granulométrica; para investigação da composição dessas frações com lupa binocular; e para determinação da distribuição de metais por fração química na fração granulométrica mais fina. O risco ecológico que esses metais representam foi avaliado usando Diretrizes de Qualidade de Sedimento (DQS) e Índice de Risco Ecológico. As frações granulométricas com teores de metais mais elevados foram a fração mais fina e a mais grossa, que também apresentam componentes com alta capacidade de reter metais, como silte e argila, matéria orgânica e hidróxidos de Fe. Diferenças na composição dos sedimentos influenciaram apenas as distribuições de Cr e Ni por fração química. Além disso, as amostras de sedimento não apresentaram risco ecológico associado aos seis metais, de acordo com o índice e as diretrizes selecionados. Entretanto, esses metais ainda podem ser motivo de preocupação, devido à potencial subestimativa da toxicidade pelas DQS. O capítulo 2, que corresponde ao segundo objetivo específico, apresenta o resultado do monitoramento de variações temporais e espaciais de Ag, As, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sn, V e Zn biodisponíveis nos sedimentos da área de estudo. A coleta de amostras foi realizada mensalmente por 12 meses. Os teores de dos elementos biodisponíveis foram comparados a teores de matéria orgânica, carbonatos, concentrações totais de Fe e Ti e distribuição granulométrica. A qualidade do sedimento também foi avaliada por comparação com concentrações de background e DQS. As características do sedimento foram o principal fator que influenciou a variação espacial, uma vez que maiores concentrações de elementos biodisponíveis foram correlacionadas com maiores teores de silte e argila, carbonato e matéria orgânica. Além disso, no local de amostragem em que os teores de elementos biodisponíveis se mostraram mais elevados, as concentrações de elementos apresentaram pico cerca de três meses após o mês com mais chuvas acumuladas. Esse atraso temporal indica que os elementos traço não são incorporados ao sedimento de imediato. Os metais As, Cr, Cu, Ni, Pb and V se mostraram enriquecidos antropogenicamente nos sedimentos da área de estudo durante o período investigado, embora as concentrações de elementos traço observadas tenham sido menores que os das DQS.The input of pollutants such as heavy metals to water bodies can pose a risk to the aquatic ecosystem. Several anthropic activities can contribute with the input of metals and other trace elements, especially in urbanized areas. Aquatic sediments have a great capacity to retain heavy metals, being able to release them into the environment due to physicochemical changes. However, the capacity to retain and release metals depends on the compositional and granulometric characteristics of the sediment. Thus, the main objective of this study was to evaluate the distribution of metals by composition and granulometry, and the potential ecological risk due to the presence of metals in freshwater sediments for monitoring purposes. Based on the general objective, the following specific objectives were established: I) to evaluate the ecological risk of metals in freshwater sediments and the influence of sediment composition and granulometry on the risk and distribution of metals; II) to monitor temporal and spatial variations of bioavailable metals in freshwater sediments. These specific objectives were developed in order to result in scientific articles that make up this dissertation in the form of chapters. In this study, sediment samples from the lower course of the Rio Doce Watershed, a region located in an urban area on the coast of Northeast Brazil, were used. In the first chapter, sediment samples were separated into 5 granulometric fractions (<0.063 mm; 0.063-0.3 mm; 0.3-0.6 mm; 0.6-2 mm; >2 mm) to determine the load of the metals Cd, Cr, Cu, Pb, Ni and Zn by granulometric fraction; to investigate the composition of these fractions using stereomicroscope; and to assess the distribution of metals by chemical fraction in the finer granulometric fraction. The ecological risk that these metals pose was assessed using Sediment Quality Guidelines (SQG) and the Ecological Risk Index. The granulometric fractions with higher metal contents were the finer and the coarser fraction, which also have components with a high capacity to retain metals, such as silt and clay, organic matter and Fe hydroxides. Differences in sediment composition influenced only the Cr and Ni distributions by chemical fraction. Furthermore, the sediment samples showed no ecological risk associated with the six metals using the selected index and guidelines. However, these metals may still be of concern due to potential underestimation of toxicity by SQG. Chapter 2, which corresponds to the second specific objective, presents the result of monitoring the temporal and spatial variations of bioavailable Ag, As, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sn, V and Zn in sediments from the study area. Sample collection was performed monthly for 12 months. The levels of bioavailable elements were compared to the levels of organic matter, carbonate, total concentrations of Fe and Ti and granulometric distribution. Sediment quality was also evaluated by comparison with background and SQG concentrations. Sediment characteristics were the main factor that influenced the spatial variation, since higher concentrations of bioavailable elements were correlated with higher levels of silt and clay, carbonate and organic matter. In addition, in the sampling site where the levels of bioavailable elements were higher, the concentrations of elements peaked about three months after the month with the most accumulated rainfall. This time delay indicates that trace elements are not incorporated into the sediment immediately. The metals As, Cr, Cu, Ni, Pb and V were anthropogenically enriched in the sediments of the study area during the studied period, although the concentrations of trace elements observed were lower than those of the SQG.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA REGIONAL DE PÓS-GRADUAÇÃO EM DESENVOLVIMENTO E MEIO AMBIENTE - PRODEMAUFRNBrasilCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICASRisco ecológicoElementos traçoQualidade dosedimentoEnriquecimento antropogênicoDistribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RNGrain size distribution, ecological risk assessment and monitoring of metals in sediments from the Rio Doce Watershed/RNinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALDistribuicaogranulometricaavaliacao_Silva_2022.pdfapplication/pdf3272529https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/52077/1/Distribuicaogranulometricaavaliacao_Silva_2022.pdf5d483c8522bf84a7c6942377dfa3e8bdMD51123456789/520772023-04-10 18:24:51.196oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/52077Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-04-10T21:24:51Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN |
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv |
Grain size distribution, ecological risk assessment and monitoring of metals in sediments from the Rio Doce Watershed/RN |
title |
Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN |
spellingShingle |
Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN Silva, Vinícius Nogueira da CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS Risco ecológico Elementos traço Qualidade dosedimento Enriquecimento antropogênico |
title_short |
Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN |
title_full |
Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN |
title_fullStr |
Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN |
title_full_unstemmed |
Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN |
title_sort |
Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN |
author |
Silva, Vinícius Nogueira da |
author_facet |
Silva, Vinícius Nogueira da |
author_role |
author |
dc.contributor.authorID.pt_BR.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0003-1260-324X |
dc.contributor.authorLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2414651829046521 |
dc.contributor.advisorID.pt_BR.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0001-8818-0605 |
dc.contributor.advisorLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5181465668193577 |
dc.contributor.referees1.none.fl_str_mv |
Sigolo, Joel Barbujiani |
dc.contributor.referees2.none.fl_str_mv |
Navoni, Júlio Alejandro |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Silva, Vinícius Nogueira da |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Souza, Raquel Franco de |
contributor_str_mv |
Souza, Raquel Franco de |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
topic |
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS Risco ecológico Elementos traço Qualidade dosedimento Enriquecimento antropogênico |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Risco ecológico Elementos traço Qualidade dosedimento Enriquecimento antropogênico |
description |
O aporte de poluentes como metais pesados a corpos hídricos pode representar um risco ao ecossistema aquático. Diversas atividades antrópicas podem contribuir com o aporte de metais e outros elementos traço, especialmente em áreas urbanizadas. Os sedimentos aquáticos têm grande capacidade de reter metais pesados, podendo liberálos no ambiente de acordo com mudanças físico-químicas. Entretanto, a capacidade de retenção e liberação de metais depende de características composicionais e granulométricas do sedimento. Assim, esta pesquisa teve como objeto geral avaliar a distribuição de metais por composição e granulometria, e o risco ecológico da presença de metais em sedimentos de água doce para fins de monitoramento. A partir do objetivo geral foram estabelecidos os seguintes objetivos específicos: I) avaliar o risco ecológico de metais em sedimentos de água doce e a influência da composição e granulometria do sedimento no risco e distribuição de metais; II) monitorar variações temporais e espaciais de metais biodisponíveis em sedimentos de água doce. Esses objetivos específicos foram desenvolvidos de modo a resultarem em artigos científicos que compõem esta dissertação na forma de capítulos. Neste trabalho, foram utilizadas amostras de sedimento do baixo curso da Bacia Hidrográfica do Rio Doce, uma região situada em uma área urbana no litoral do Nordeste brasileiro. No primeiro capítulo, amostras de sedimento foram separadas em 5 frações granulométricas (<0,063 mm; 0,063-0,3 mm; 0,3-0,6 mm; 0,6-2 mm; >2 mm) para determinação da carga dos metais Cd, Cr, Cu, Pb, Ni e Zn por fração granulométrica; para investigação da composição dessas frações com lupa binocular; e para determinação da distribuição de metais por fração química na fração granulométrica mais fina. O risco ecológico que esses metais representam foi avaliado usando Diretrizes de Qualidade de Sedimento (DQS) e Índice de Risco Ecológico. As frações granulométricas com teores de metais mais elevados foram a fração mais fina e a mais grossa, que também apresentam componentes com alta capacidade de reter metais, como silte e argila, matéria orgânica e hidróxidos de Fe. Diferenças na composição dos sedimentos influenciaram apenas as distribuições de Cr e Ni por fração química. Além disso, as amostras de sedimento não apresentaram risco ecológico associado aos seis metais, de acordo com o índice e as diretrizes selecionados. Entretanto, esses metais ainda podem ser motivo de preocupação, devido à potencial subestimativa da toxicidade pelas DQS. O capítulo 2, que corresponde ao segundo objetivo específico, apresenta o resultado do monitoramento de variações temporais e espaciais de Ag, As, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sn, V e Zn biodisponíveis nos sedimentos da área de estudo. A coleta de amostras foi realizada mensalmente por 12 meses. Os teores de dos elementos biodisponíveis foram comparados a teores de matéria orgânica, carbonatos, concentrações totais de Fe e Ti e distribuição granulométrica. A qualidade do sedimento também foi avaliada por comparação com concentrações de background e DQS. As características do sedimento foram o principal fator que influenciou a variação espacial, uma vez que maiores concentrações de elementos biodisponíveis foram correlacionadas com maiores teores de silte e argila, carbonato e matéria orgânica. Além disso, no local de amostragem em que os teores de elementos biodisponíveis se mostraram mais elevados, as concentrações de elementos apresentaram pico cerca de três meses após o mês com mais chuvas acumuladas. Esse atraso temporal indica que os elementos traço não são incorporados ao sedimento de imediato. Os metais As, Cr, Cu, Ni, Pb and V se mostraram enriquecidos antropogenicamente nos sedimentos da área de estudo durante o período investigado, embora as concentrações de elementos traço observadas tenham sido menores que os das DQS. |
publishDate |
2022 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2022-06-23 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2023-04-10T21:24:12Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2023-04-10T21:24:12Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
SILVA, Vinícius Nogueira da. Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN. Orientador: Raquel Franco de Souza. 2022. 80f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52077 |
identifier_str_mv |
SILVA, Vinícius Nogueira da. Distribuição granulométrica, avaliação de risco ecológico e monitoramento de metais em sedimentos da Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN. Orientador: Raquel Franco de Souza. 2022. 80f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. |
url |
https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52077 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
PROGRAMA REGIONAL DE PÓS-GRADUAÇÃO EM DESENVOLVIMENTO E MEIO AMBIENTE - PRODEMA |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFRN |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFRN instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) instacron:UFRN |
instname_str |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) |
instacron_str |
UFRN |
institution |
UFRN |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFRN |
collection |
Repositório Institucional da UFRN |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/52077/1/Distribuicaogranulometricaavaliacao_Silva_2022.pdf |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
5d483c8522bf84a7c6942377dfa3e8bd |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1802117511977631744 |