Estudo da variabilidade sazonal das concentrações de elementos traço (As, Cd, Co, Cr, Pb e Zn) nos sedimentos considerando as condições biogeoquímicas adjacente em dois canais estuarinos do Estado de São Paulo sob diferentes graus de influência antrópica
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21137/tde-01022022-151345/ |
Resumo: | A hidrodinâmica estuarina tem sido apontada como um dos fatores na distribuição de metais em sedimentos estuarinos, entretanto, a influência biogeoquímica da água de fundo na variabilidade desses metais em sedimentos superficiais ainda não é totalmente compreendida. Baseado nisso, o presente estudo avaliou os teores e a distribuição de elementos potencialmente tóxicos nos sedimentos superficiais e suas relações com propriedades hidrogeoquímicas da água de fundo ao longo de dois canais estuarinos com diferentes graus de influência antrópica, Canal de Ararapira (extremo sul do Complexo Estuarino Lagunar Cananéia-Iguape, de baixa pressão antrópica) e Canal de Bertioga (setor nordeste do estuário de Santos, de mais elevada pressão antrópica). Sob campanhas de inverno (2018) e verão (2019), amostras de água de fundo e de sedimento superficial foram obtidas de seis locais do Canal de Ararapira e de nove do Canal de Bertioga. Dados de marés e meteorológicos dos períodos amostrais foram considerados. Temperatura, salinidade, pH, oxigênio dissolvido (OD), material em suspensão (MES), fosfato e silicato foram as variáveis determinadas em água de fundo, enquanto que a granulometria, percentuais de matéria orgânica e carbonato, bem como elementos traços (As, Cd, Co, Cr, Pb, Zn, La, Eu, Nd, Sm, Sc, Na, K , Fe) foram as variáveis determinadas em sedimentos superficiais. Para a determinação de Pb e Cd foi utilizada a técnica de espectroscopia por absorção atômica em forno de grafite (GF AAS), enquanto os elementos As, Co, Cr e Zn foram determinados pela técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (AANI). O fator de enriquecimento (FE) foi observado nos sedimentos superficiais dos dois canais estuarinos estudados em ambas estações do ano, mostrando um enriquecimento em As em quase todas as estações, com destaque àquelas mais influenciadas por água mais salina (desembocaduras), tanto apontadas pelo normalizador Fe como Sc. De forma geral, os sedimentos superficiais dominados por areia fina (valor médio em 61,84%) nas estações do Canal de Ararapira corroboram com as mais baixas concentrações de metais, que variaram de 0,00 mg kg-1 para o Cd a 34,70 mg kg-1 para o Cr, subjacente a uma água de fundo mais salina (min. 22,77 máx.. 32,30) e mais saturada de oxigênio (valor médio de 91,64%). O Cr mostrou valores mais enriquecidos na região do Ararapira, que embora não atinjam enriquecimento significativos, devem ser acompanhados em futuros estudos. Por outro lado, os baixos teores de OD (min. 34,65%-máx.101,64%) e as elevadas concentrações de fosfato (min.0,31-max.4,63) evidenciaram uma elevada atividade decompositora na água de fundo do canal de Bertioga, principalmente durante o verão nas estações mais internas, onde os mais elevados percentuais orgânicos, tanto no MES como no sedimento (dominado por silte+ argila, valor médio 61,66 % ), corroboraram com as mais elevadas concentrações de metais encontradas nos sedimentos superficiais, que variaram de 0,02 mg kg-1 para o Cd a 93,27 mg kg-1 para o Zn. O Cd teve um enriquecimento excepcionalmente alto (35,87 mg kg-1) e de forma isolada no Canal de Bertioga (estação de monitoramento), devendo assim ser incentivado um estudo para identificação desta origem, pois o dado é indicador de poluição. |
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Estudo da variabilidade sazonal das concentrações de elementos traço (As, Cd, Co, Cr, Pb e Zn) nos sedimentos considerando as condições biogeoquímicas adjacente em dois canais estuarinos do Estado de São Paulo sob diferentes graus de influência antrópicaStudy of seasonal variability of trace elements concentrations (As, Cd, Co, Pb and Zn) in sediments considering the adjacent biogeochemical conditions in two estuarine channels in the state of São Paulo under different degrees of anthropic influenceÁgua estuarinas de fundoAnthropogenic influenceBiogeochemical water propertiesCanais estuarinosElementos traçoEstuarine bottom waterEstuarine channelsInfluência antrópicaMetais potencialmente tóxicosPollutionPoluiçãoPotentially toxic metalsPropriedades Biogeoquímicas da águaSedimentosSedimentsTrace elementsA hidrodinâmica estuarina tem sido apontada como um dos fatores na distribuição de metais em sedimentos estuarinos, entretanto, a influência biogeoquímica da água de fundo na variabilidade desses metais em sedimentos superficiais ainda não é totalmente compreendida. Baseado nisso, o presente estudo avaliou os teores e a distribuição de elementos potencialmente tóxicos nos sedimentos superficiais e suas relações com propriedades hidrogeoquímicas da água de fundo ao longo de dois canais estuarinos com diferentes graus de influência antrópica, Canal de Ararapira (extremo sul do Complexo Estuarino Lagunar Cananéia-Iguape, de baixa pressão antrópica) e Canal de Bertioga (setor nordeste do estuário de Santos, de mais elevada pressão antrópica). Sob campanhas de inverno (2018) e verão (2019), amostras de água de fundo e de sedimento superficial foram obtidas de seis locais do Canal de Ararapira e de nove do Canal de Bertioga. Dados de marés e meteorológicos dos períodos amostrais foram considerados. Temperatura, salinidade, pH, oxigênio dissolvido (OD), material em suspensão (MES), fosfato e silicato foram as variáveis determinadas em água de fundo, enquanto que a granulometria, percentuais de matéria orgânica e carbonato, bem como elementos traços (As, Cd, Co, Cr, Pb, Zn, La, Eu, Nd, Sm, Sc, Na, K , Fe) foram as variáveis determinadas em sedimentos superficiais. Para a determinação de Pb e Cd foi utilizada a técnica de espectroscopia por absorção atômica em forno de grafite (GF AAS), enquanto os elementos As, Co, Cr e Zn foram determinados pela técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (AANI). O fator de enriquecimento (FE) foi observado nos sedimentos superficiais dos dois canais estuarinos estudados em ambas estações do ano, mostrando um enriquecimento em As em quase todas as estações, com destaque àquelas mais influenciadas por água mais salina (desembocaduras), tanto apontadas pelo normalizador Fe como Sc. De forma geral, os sedimentos superficiais dominados por areia fina (valor médio em 61,84%) nas estações do Canal de Ararapira corroboram com as mais baixas concentrações de metais, que variaram de 0,00 mg kg-1 para o Cd a 34,70 mg kg-1 para o Cr, subjacente a uma água de fundo mais salina (min. 22,77 máx.. 32,30) e mais saturada de oxigênio (valor médio de 91,64%). O Cr mostrou valores mais enriquecidos na região do Ararapira, que embora não atinjam enriquecimento significativos, devem ser acompanhados em futuros estudos. Por outro lado, os baixos teores de OD (min. 34,65%-máx.101,64%) e as elevadas concentrações de fosfato (min.0,31-max.4,63) evidenciaram uma elevada atividade decompositora na água de fundo do canal de Bertioga, principalmente durante o verão nas estações mais internas, onde os mais elevados percentuais orgânicos, tanto no MES como no sedimento (dominado por silte+ argila, valor médio 61,66 % ), corroboraram com as mais elevadas concentrações de metais encontradas nos sedimentos superficiais, que variaram de 0,02 mg kg-1 para o Cd a 93,27 mg kg-1 para o Zn. O Cd teve um enriquecimento excepcionalmente alto (35,87 mg kg-1) e de forma isolada no Canal de Bertioga (estação de monitoramento), devendo assim ser incentivado um estudo para identificação desta origem, pois o dado é indicador de poluição.Estuarine hydrodynamics has been identified as one of the factors in the distribution of metals in estuarine sediments, while the biogeochemical influence of bottom water on the variability of these metals in surface sediments is not yet fully understood. Based on this, the present study evaluated the contents and the distribution of potentially toxic elements in superficial sediments and their relationship with hydrogeochemical properties of the bottom water along two estuarine channels with different degrees of anthropic influence, Ararapira Channel (southern end of the Complex Lagoon Cananéia-Iguape, low anthropic pressure) and Bertioga Channel (northeast sector of the Santos estuary, with the highest anthropic pressure). Under winter (2018) and summer (2019) campaigns, samples of bottom water and surface sediment samples were obtained from six locations in the Ararapira Channel and nine in the Bertioga Channel. Tidal and meteorological data of the sampling periods were considered. Temperature, salinity, pH, dissolved oxygen (DO), suspended material (SM), phosphate and silicate were the following variables in bottom water, while granulometry, percentage of organic matter and carbonate, as well as trace elements (As, Cd, Co, Cr, Pb and Zn, La, Eu, Nd, Sm, Sc, Na, K and Fe) were the variables selected in superficial sediments. For the determination of Pb and Cd, a graphite furnace - atomic absorption spectroscopy (GF AAS) technique in a was used, while the elements As, Co, Cr and Zn were determined by the Instrumental Neutron Activation Analysis technique (INAA). The enrichment factor (EF) was observed in the superficial sediments of the two estuarine channels studied in both seasons, showing an enrichment in As in almost all seasons, with emphasis on those most influenced by saline water (outlets), both indicated by the normalizer Fe and Sc. In general, the superficial sediments dominated by fine sand (average value in 61.84%) in the stations of the Ararapira Channel corroborate with the lowest concentrations of metals, which ranged from 0.00 mg kg-1 for Cd to 34,70 mg kg-1 for Zn underlying a more saline bottom water (min. 22.77 max. 32.30) and more saturated with oxygen (average value of 91.64%). Cr showed more enriched values in the region of Ararapira, which, although they do not reach significant enrichment, should be followed up in future studies. On the other hand, the low DO levels (min. 34.65%-max. 101.64%) and the high phosphate concentrations (min.0.31-max. 4.63) showed a high decomposing activity in the bottom water of the Bertioga channel, mainly during the summer in the inner stations, where the highest organic percentages, both in the SM and in the sediment (dominated by silt+clay, average value 61.66%), corroborated with how the most high metal concentrations found in surface sediments, ranging from 0.02 mg kg-1 for Cd to 93.27 mg kg-1 for Zn. Cd had an exceptionally high enrichment (35.87 mg kg-1) and in an isolated way in the Bertioga Channel (monitoring station), so a study to identify this source should be encouraged, as the data is an indicator of pollution.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSaraiva, Elisabete de Santis Braga da GracaSakazaki, Nixon Claudio2020-08-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21137/tde-01022022-151345/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-02-25T17:50:02Zoai:teses.usp.br:tde-01022022-151345Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-02-25T17:50:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A hidrodinâmica estuarina tem sido apontada como um dos fatores na distribuição de metais em sedimentos estuarinos, entretanto, a influência biogeoquímica da água de fundo na variabilidade desses metais em sedimentos superficiais ainda não é totalmente compreendida. Baseado nisso, o presente estudo avaliou os teores e a distribuição de elementos potencialmente tóxicos nos sedimentos superficiais e suas relações com propriedades hidrogeoquímicas da água de fundo ao longo de dois canais estuarinos com diferentes graus de influência antrópica, Canal de Ararapira (extremo sul do Complexo Estuarino Lagunar Cananéia-Iguape, de baixa pressão antrópica) e Canal de Bertioga (setor nordeste do estuário de Santos, de mais elevada pressão antrópica). Sob campanhas de inverno (2018) e verão (2019), amostras de água de fundo e de sedimento superficial foram obtidas de seis locais do Canal de Ararapira e de nove do Canal de Bertioga. Dados de marés e meteorológicos dos períodos amostrais foram considerados. Temperatura, salinidade, pH, oxigênio dissolvido (OD), material em suspensão (MES), fosfato e silicato foram as variáveis determinadas em água de fundo, enquanto que a granulometria, percentuais de matéria orgânica e carbonato, bem como elementos traços (As, Cd, Co, Cr, Pb, Zn, La, Eu, Nd, Sm, Sc, Na, K , Fe) foram as variáveis determinadas em sedimentos superficiais. Para a determinação de Pb e Cd foi utilizada a técnica de espectroscopia por absorção atômica em forno de grafite (GF AAS), enquanto os elementos As, Co, Cr e Zn foram determinados pela técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (AANI). O fator de enriquecimento (FE) foi observado nos sedimentos superficiais dos dois canais estuarinos estudados em ambas estações do ano, mostrando um enriquecimento em As em quase todas as estações, com destaque àquelas mais influenciadas por água mais salina (desembocaduras), tanto apontadas pelo normalizador Fe como Sc. De forma geral, os sedimentos superficiais dominados por areia fina (valor médio em 61,84%) nas estações do Canal de Ararapira corroboram com as mais baixas concentrações de metais, que variaram de 0,00 mg kg-1 para o Cd a 34,70 mg kg-1 para o Cr, subjacente a uma água de fundo mais salina (min. 22,77 máx.. 32,30) e mais saturada de oxigênio (valor médio de 91,64%). O Cr mostrou valores mais enriquecidos na região do Ararapira, que embora não atinjam enriquecimento significativos, devem ser acompanhados em futuros estudos. Por outro lado, os baixos teores de OD (min. 34,65%-máx.101,64%) e as elevadas concentrações de fosfato (min.0,31-max.4,63) evidenciaram uma elevada atividade decompositora na água de fundo do canal de Bertioga, principalmente durante o verão nas estações mais internas, onde os mais elevados percentuais orgânicos, tanto no MES como no sedimento (dominado por silte+ argila, valor médio 61,66 % ), corroboraram com as mais elevadas concentrações de metais encontradas nos sedimentos superficiais, que variaram de 0,02 mg kg-1 para o Cd a 93,27 mg kg-1 para o Zn. O Cd teve um enriquecimento excepcionalmente alto (35,87 mg kg-1) e de forma isolada no Canal de Bertioga (estação de monitoramento), devendo assim ser incentivado um estudo para identificação desta origem, pois o dado é indicador de poluição. |
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