Universidade Presbiteriana Mackenzie
DETERMINAÇÃO DE METAIS PARA CARACTERIZAÇÃO DE SEDIMENTOS EM
PEQUENAS CENTRAIS ELÉTRICAS REATIVADAS
Tatiana Mayumi Moritaka (IC) e Márcia Guekezian (Orientadora)
Apoio: PIBIC Mackenzie/MackPesquisa
Resumo
Em virtude do aumento da demanda de energia elétrica no Brasil, as Pequenas Centrais Hidrelétricas
(PCHs) são vistas por muitos como sendo uma ótima estratégia energética para o futuro, dentro deste
contexto, é fundamental questionar qual o grau de impactos ambientais gerados pela reativação
dessas PCHs. Os sedimentos desempenham um papel importante, pois podem ser usados para
detectar a presença de contaminantes que não permanecem solúveis após seu lançamento em
águas superficiais. Os sedimentos de fundo de rios atuam como depósitos de substâncias como
metais, matéria orgânica e nutriente, que são tóxicas à biota, pois os metais potencialmente tóxicos
não são naturalmente degradados, podendo assim retornar a coluna d’água. Neste trabalho avaliouse a qualidade do sedimento do Rio Jaguari-Mirim, localizado no município de São João da Boa Vista
que está inserida na Bacia de Mogi-Guaçu, através da análise qualitativa e quantitativa dos metais
essenciais e potencialmente tóxicos para avaliar o possível impacto ambiental causado pela
implementação das pequenas centrais elétricas reativadas (PCHs). Para a determinação dos metais
foi utilizado à técnica da espectrofotometria de absorção atômica com chama. Além do estudo dos
metais nos sedimentos, outros importantes parâmetros físico-químicos e analíticos foram
determinados, tais como potencial redox e valor de pH.
Palavras-chave: impacto ambiental, Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), qualidade do
sedimento
Abstract
Given the increasing demand for electricity in Brazil, Small Hydro Power (SHP) are seen by many as a
great energy strategy for the future, within this context, it is essential to question what degree of
environmental impacts caused by reactivation of these SHP. Sediments play an important role
because they can be used to detect the presence of contaminants does not remain soluble after its
release in surface waters. The bottom sediments of rivers act as deposits of substances such as
metals, organic matter and nutrients, which are toxic to biota, as the potentially toxic metals are not
naturally degraded, so you can return the water column. This study evaluated the sediment quality
Jaguari-Mirim River, located in São João da Boa Vista is part of the Basin Mogi Guaçu through
qualitative and quantitative analysis of potentially toxic metals and essential to assess the possible
impact environmental impacts caused by implementation of small power plants reactivated (SHP). For
the determination of metals was used to the technique of atomic absorption spectrophotometry with
flame. Besides the study of metals in sediments, other important physical and chemical parameters
were measured and analytical, such as redox potential and pH value.
Key-words: environmental impact, Small Hydro Power (SHP), sediment quality
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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011
INTRODUÇÃO
Com o aumento da demanda de energia elétrica no Brasil, a implantação das PCHs tem se
tornado uma forma de expandir as matrizes energéticas do país, pois o Brasil é um país que
possui uma das matrizes energéticas mais limpas do mundo, dessa forma o governo vem
incentivando cada vez mais a construção de PCHs por meio de programas como, por
exemplo, o PROINFA (Programa de Incentivo as Fontes Alternativas de Energia Elétrica), o
PDE (Plano Decenal de Energia) e o PAC (Programa de Aceleração do Crescimento),
porém é de fundamental importância questionar qual o grau de impactos ambientais gerados
pela construção e reativação dessas PCHs, o que se refere a uma das grandes
preocupações ecológicas atuais.
Os sedimentos são considerados de grande importância na avaliação do nível de
contaminação dos ecossistemas aquáticos, devido não só a sua capacidade em acumular
metais, mas, também, por serem reconhecidos como transportadores e possíveis fontes de
contaminação, já que podem liberar espécies contaminantes. Esses contaminantes
permanecem insolúveis após seu lançamento em águas superficiais e mais do que isso, os
metais potencialmente tóxicos não se degradam naturalmente, podendo assim retornar a
coluna d´ água (BEVILACQUA, 1996).
Tais espécies contaminantes são geralmente liberadas do leito do sedimento devido a
alterações nas condições ambientais e físico-químicas, tais como valor de pH e potencial
redox, podendo contaminar a água e outros sistemas ambientais.
A determinação e a quantificação desses metais essenciais e potencialmente tóxicos
permitem avaliar a qualidade do sedimento e o possível impacto ambiental causado pela
reativação das PCHs.
Diante desse contexto, o objetivo específico desse trabalho foi fazer uma avaliação da
composição de sedimentos, principalmente determinar a concentração de metais presentes
para sua caracterização, a fim de se verificar fontes de poluição para avaliar o impacto
ambiental decorrente da reativação de uma pequena central hidrelétrica (PCH). Para isso foi
utilizado à técnica de espectrofotometria de absorção atômica com chama.
O estudo avalia a qualidade do sedimento do Rio Jaguari Mirim, localizado na bacia de Mogi
Guaçú no município de São João da Boa Vista, sendo as amostras de sedimentos coletadas
em 7 pontos amostrais, referente aos meses de Abril e Agosto de 2010, distribuídos entre
duas Pequenas Centrais Hidrelétricas: a PCH São José e a PCH São Joaquim. O Rio
Jaguari Mirim é um manancial classificado como de Classe 2, segundo Resolução 20 do
CONAMA, pois recebe grandes quantidades de cargas orgânicas e de coliformes oriundos
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dos despejos domésticos das cidades ao longo de suas margem, que em sua maioria não
contam com sistema de tratamento provocando restrições no uso dessas águas.
Segundo a Resolução CONAMA n° 20, as águas classe II são destinadas: ao
abastecimento doméstico, à proteção das comunidades aquáticas; à recreação de contato
primário (esqui aquático, natação e mergulho); irrigação e aqüicultura (REIS et al, 2005).
REFERENCIAL TEÓRICO
O Brasil é um país que possui uma das matrizes energéticas mais limpas do mundo, com
participação de 43,8% das energias renováveis no total de energia consumida. Se
comparado com a média mundial, de 14% de participação das energias renováveis, pode-se
concluir que o país posiciona-se na vanguarda no setor energético mundial, com uma
utilização sustentável dos seus recursos (PEDREIRA DUPAS 2004).
Em virtude do aumento da demanda de energia elétrica no país, as Pequenas Centrais
Hidrelétricas (PCHs) são vistas por muitos como sendo uma ótima estratégia energética
para o futuro, favorecida pela rapidez de implementação com baixo impacto ambiental
(BRAZIL, 2009). Desta forma, o governo vem incentivando a construção de PCH’S através
de medidas regulatórias e legais, com planos e programas como, por exemplo, do PROINFA
(programa de incentivo as fontes alternativas de energia elétrica), o PDE (plano decenal de
energia) e do PAC (programa de aceleração do crescimento) (CERPECH, 2006).
Segundo Pedreira (2004), o Brasil conta com 210 pequenas centrais hidrelétricas (PCH),
gerando 900 MW. Metade delas se encontra na região Sudeste. Nos próximos três anos, o
Brasil ganhará mais de 145 PCHs que ampliarão em 204% a oferta de energia elétrica.
Dentro deste contexto de expansão, é fundamental questionar qual o grau de impactos
ambientais gerados e se essas fontes de energia são realmente menos impactantes
(ANDRADE, 2002).
Dentre os principais impactos provocados pela implementação de PCHs destacam-se:
alteração do regime hídrico dos corpos d água, perda de vegetação e desmatamento,
eutrofização, criação de bancos de areia, modificação da paisagem, eventual deslocamento
de população etc. Além disso, são desconhecidos os impactos cumulativos de várias PCHs
operando em uma mesma bacia (PINHO; MONTEROSSO, 2007).
Há pelo menos 3 décadas, os sedimentos já não tem sido considerados somente ambientes
de deposição de espécies químicas, mas um compartimento aquático ativo que
desempenha um papel fundamental na redistribuição dessas espécies á biota aquática
(SILVÉRIO, 2005).
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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011
Os processos naturais de formação de sedimentos vêm sendo cada vez intensamente
alterados pela ação do homem. A erosão do solo causada pela construção de prédios e
rodovias, bem como o lançamento direto de efluentes industriais e municipais tem
propiciado um perfil significativamente diferente daqueles verificados em ambientes naturais
não impactados(BASNYAT).
Nesse contexto, uma atenção especial deve ser dada aos metais potencialmente tóxicos,
que não são naturalmente degradados, nem permanentemente fixados pelos sedimentos,
podem assim retornar a coluna d água através de alterações de suas propriedades físicoquímicas, tais como o pH e potencial redox (CONAMA, 2005).
É sabido que as maiores fontes de matéria orgânica são provenientes de plantas terrestres
e aquáticas, sendo que as razões entre carbono, nitrogênio e fósforo são distintas.
Alterações nestas razões estequiométricas podem representar contaminações por esgotos
domésticos, por exemplo. As alterações nas concentrações de fósforo e nitrogênio e,
principalmente, a razão estequiométrica destes nutrientes são circunstâncias para
alterações nos ciclos químicos e biológicos do sistema aquático (SILVA, 2002).
Os esgotos domésticos lançados indiscriminadamente, com ou sem tratamento prévio, em
ambientes aquáticos, afetam a qualidade da água, provocando drásticas alterações nesses
ambientes, como diminuição da quantidade de oxigênio dissolvido, aumento da turbidez,
mudanças no valor do pH e aumento da concentração de nitrogênio e fósforo. Estas
alterações na qualidade da água refletem negativamente nas condições ideais para a
sobrevivência dos organismos. A contaminação destes reflete em alterações na coluna d
água e na composição biológica dos sedimentos (CETESB, 2009).
A detecção de poluição por esgotos em ambientes aquáticos normalmente é realizada por
indicadores microbiológicos, como coliformes fecais. Porém, as bactérias utilizadas nesse
ensaio apresentam baixo tempo de vida e pouca resistência a variação de temperatura. Por
conseguinte, uma avaliação da composição dos sedimentos quanto a sua composição
granulométrica e biogênica pode trazer valiosas informações acerca de possíveis
contaminações, como por esgotos domésticos.
Segundo Portela, uma avaliação ambiental não deve ser realizada apenas com análises
químicas isoladas, pois não é possível estabelecer o risco toxicológico para a comunidade
aquática uma vez que tais análises por si só não indicam a toxicidade. Testes de toxicidade
têm sido propostos e aplicados para se compreender a sobrevivência e as respostas de
organismos que habitem áreas criticas (BEVILACQUA, 1996).
Sob condições operacionais definidas, os métodos analíticos de extração seqüencial têm
sido aplicados com a proposta de se avaliar a distribuição dos metais nas diferentes formas
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que compõem o sedimento, tendo em vista o comportamento, a reatividade e o destino
dessas espécies nos ambientes aquáticos (PINHO, 2007).
Os métodos de extração sequencial consistem em submeter uma determinada amostra de
sedimentos sob condições de extração em etapas cada vez mais enérgicas (tipos de
reagentes, concentração, tempo e temperatura). As frações obtidas dizem respeito a
proporção do metal que está associada a uma referida fase geoquímica. Kersten e Forstner
desenvolveram um método de extração sequencial que foi aplicado num estudo dos
sedimentos do Rio Elba, altamente impactados, cujas frações foram definidas como
trocáveis metais ligados a carbonatos, metais associados aos óxidos facilmente redutíveis,
metais associados aos óxidos moderadamente redutíveis e residuais (LORA, 2000;
KERSTEN, 1987).
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MÉTODO
AMOSTRAGEM
As amostras de sedimentos foram coletas nos meses de Abril e Agosto de 2010 em sete
pontos amostrais no trecho do Rio Jaguari-Mirim, distribuídos entre duas Pequenas Centrais
Hidrelétricas, a PCH São José e a PCH São Joaquim (Figura 1).
Ponto 7
Pontos 5-6
Ponto 4
Ponto 1
Ponto 2
Ponto 3
Figura 1: Localização das PCHs de São José e São Joaquim, São João da Boa Vista, São Paulo.
Os pontos amostrais 1, 2 e 3 são referentes à montante, à área e à jusante da PCH São
José, respectivamente. Os pontos amostrais 5, 6 e 7 são pontos referentes à montante, à
área da PCH e a jusante da PCH São Joaquim. O ponto 4 é o ponto entre as duas Centrais
Hidrelétricas. Em cada ponto de coleta foram tomadas coordenadas geográficas usando um
GPS para o posicionamento correto dos pontos amostrais.
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As amostras de sedimentos foram coletadas utilizando-se uma draga do tipo Eckman e
foram transferidas diretamente para frascos de polietileno, evitando-se contato com o ar. Os
frascos foram dispostos em caixa de isopor com gelo e, posteriormente foram mantidos sob
refrigeração a 4 °C no laboratório.
As medidas iniciais de valores de pH foram feitas utilizando um eletrodo de anel de platina,
um eletrodo de referência Ag/AgCl e um potenciômetro Micronal modelo B-375 (± 0,1 mV).
As leituras foram realizadas introduzindo-se diretamente nas amostras um eletrodo de vidro
combinado de pH.
PREPARO DAS AMOSTRAS DE SEDIMENTO
O preparo das amostras de sedimentos envolveu as seguintes etapas: lavagem, secagem (a
temperatura ambiente), digestão da amostra (extração sequencial), filtração e estocagem
em frascos de polietileno.
Inicialmente pesarem-se aproximadamente 10g da amostra do sedimento correspondente
aos pontos de coleta de 1 ao 7, em uma balança analítica diretamente em um vidro de
relógio. Após a pesagem efetuou-se a lavagem dessa amostra de sedimento por meio de
uma filtração à vácuo, utilizando-se um funil de Buchner acoplado a um kitassato e
conectado a uma bomba de sucção.
No processo de lavagem adicionou-se uma pequena quantidade de água desionizada para
que o filtrado não ficasse muito diluído, levando-se a um volume final de 50 mL.
Posteriormente a solução filtrada foi colocada em frascos de polietileno de 50 mL e estas
soluções foram utilizadas em outro projeto de pesquisa do mesmo grupo de pesquisa para
determinação de ânions pela técnica de cromatografia de íons, com o objetivo de analisar a
qualidade da água. O resíduo obtido da amostra do sedimento retido no papel de filtro foi
secado em temperatura ambiente por um período de três dias e foi utilizado para
determinação de metais pela técnica da Espectrofotometria de Absorção Atômica com
chama.
DIGESTÃO DAS AMOSTRAS DE SEDIMENTOS
A distribuição de metais que compõem os sedimentos em diversas fases foi avaliado
segundo o método de extração sequencial proposto por Kersten e Forstner. Esta proposta
se enquadra adequadamente no estudo dos sedimentos nas regiões de hidrelétricas, que
apresenta condições anóxidas nos trechos mais críticos de contaminação.
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A abertura das amostras de sedimento foi realizada por via úmida e cada amostra foi
submetida à etapa de extração seqüencial, na qual se empregou uma mistura ácida de
solução de ácido clorídrico e ácido sulfúrico para a determinação do ferro; solução de cloreto
de potássio (KCl) para a determinação do cálcio e magnésio e utilizou-se uma solução de
peróxido de hidrogênio e água régia (mistura de ácido nítrico com ácido clorídrico na
proporção de 3:1, foram utilizados 18mL de HNO3 e 54 mL de HCl) para a determinação
dos metais Cr, Cd, Pb, Cu, Ni, Co, Mn e Zn. Ressaltando- se que a abertura de cada
amostra coletada no mês de abril foi realizada em duplicata e a abertura de cada amostra
coletada no mês de agosto foi realizada em triplicata.
A técnica da Espectrofotometria de Absorção Atômica com chama se baseia na quantidade
de radiação absorvida pelos átomos neutros no estado fundamental do elemento de
interesse. A concentração da solução em análise é obtida através da comparação de sua
absorbância com uma solução padrão com concentração exatamente conhecida.
Solução de peróxido de hidrogênio e água régia para a determinação dos metais Cr,
Cd, Pb, Cu, Ni, Co, Mn e Zn.
Percorrido o período de três dias para a secagem do resíduo da amostra do sedimento, foi
pesado aproximadamente 1g do resíduo do sedimento diretamente em um erlenmeyer de
125 mL e foram adicionados 3 mL de H2O2 30% e 12 mL de água régia (mistura de ácido
nítrico com ácido clorídrico na proporção de 3:1, foram utilizados 18mL de HNO3 e 54 mL de
HCl), em cada erlenmeyer numerados de 1 a 7. Os erlenmeyers foram colocados em chapa
de aquecimento entre uma temperatura de 150 a 200 ºC, e à medida que o H2O2 evaporouse, iniciou-se o processo de ebulição, para evitar tal processo foi adicionado uma pequena
quantidade de água desionizada, tomando cuidado para que o volume não ultrapassa-se 50
mL no erlenmeyer. Passado um período de 2h de aquecimento, a solução foi resfriada à
temperatura ambiente e filtrada em balões volumétricos de 50 mL, foram transferidos para
frascos de polietileno de 50 mL e analisados por Espectrofotometria de Absorção Atômica
com chama.
Solução de ácido clorídrico e ácido sulfúrico para a determinação do Ferro.
Pesou-se aproximadamente 1g do resíduo do sedimento diretamente em um erlenmeyer de
125 mL numerados de 1 a 7 e foram adicionados 100 mL de ácido clorídrico 0,05 M e 100
mL de ácido sulfúrico 0,0125 M em cada erlenmeyer. Os erlenmeyers foram colocados em
um agitador mecânico durante 10 minutos, seguida de repouso por um período de um dia
para decantar-se.
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Em seguida pipetaram-se 50 mL da amostra contida no erlenmeyer e transferiu-se para
tubos de 50 mL de polietileno. Desse tubo de polietileno de 50 mL foram pipetadas uma
alíquota de 0,1 mL com a pipeta automática e transferidos para um tubo de 15 mL e o
volume foi completado com solução diluída de estrôncio (1g/L). As amostras contida nos
tubos foram analisados por Espectrofotometria de Absorção Atômica com chama.
Solução diluída de estrôncio (1g/L): Pesaram-se 1,1728 g de SrCl2, em seguida
adicionaram-se água desionizada para dissolução do SrCl2 com adição lenta de HCl
concentrado até que se verificasse a completa dissolução do sal, completando o volume
com água desionizada para 1L em balão volumétrico.
Solução de KCl para a determinação do Cálcio e Magnésio
Pesou-se aproximadamente 1g do resíduo do sedimento diretamente em um erlenmeyer de
125 mL numerados de 1 a 7 e foram adicionados 100 mL de solução de KCl 1 M em cada
erlenmeyer. Os erlenmeyers foram colocados em um agitador mecânico durante 5 minutos,
seguida de repouso por um período de um dia para decantar-se.
Passado esse período pipetam-se 50 mL da amostra contida no erlenmeyer e transferiu-se
para tubos de 50 mL de polietileno. As amostras contida nos tubos foram analisados por
Espectrofotometria de Absorção Atômica com chama.
Solução de KCl 1 M: Pesaram-se 7,46 g de KCl e transferiu-se para um balão volumétrico
de 100 mL, adicionou-se água desionizada e agitou-se para dissolver todo o sal,
completando-se o volume com água desionizada.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Critério de Avaliação da Qualidade dos Sedimentos
A qualidade do sedimento representada em função das concentrações de contaminantes,
com vistas à proteção da vida aquática, foi baseada nos valores estabelecidos pelo
“Canadian Council of Ministers of the Environment” (CCME, 2002) para arsênio, metais
potencialmente tóxicos e compostos orgânicos. Os mesmos valores guia foram adotados
pela resolução CONAMA 344/04 (Brasil, 2004) que estabelecem diretrizes e procedimentos
mínimos para a avaliação de metal, conforme apresentado na Tabela 1 (CCME, 2001).
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Tabela 1 - Valores-guia estabelecidos pelo Canadian Council of Ministers of the Environment
CCME.
Os valores-guias são baseados na probabilidade de ocorrência de efeito deletério sobre a
biota, o menor limite - TEL (Threshold Effect Level) - representa a concentração abaixo da
qual são esperados efeitos adversos para os organismos. O maior limite - PEL (Probable
Effect Level) representa a concentração acima da qual é esperado o citado efeito adverso
para os organismos. Na faixa entre TEL e PEL situam-se os valores onde ocasionalmente
esperam-se tais efeitos. A adoção desses valores teve caráter meramente orientador na
busca de evidências da presença de contaminantes em concentrações capazes de causar
efeitos deletérios, sobretudo com relação à toxicidade para a biota (CETESB, 2004).
Os resultados médios obtidos na análise das amostras realizadas em duplicatas para
determinações de metais por meio da técnica de Espectrofotometria de Absorção Atômica
com chama, das amostras coletadas no mês de Abril, expressos em concentração (mg/Kg),
estão representados no Quadro 2 e na Figura 2 a seguir.
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Quadro 2: Valores das concentrações médias obtidas na determinação dos metais
expressos em (mg/Kg) representados pelos pontos de coleta de 1 ao 7.
Amostra
Cr
Pb
Cd
Cu
Ni
Co
Mn
Zn
Fe
Mg
Ca
Ponto 1
20,565
29,399
6,967
20,625
26,085
7,347
267,754
73,186 482,275
90,059
61,528
Ponto 2
13,921
21,230
0,000
16,530
11,279
5,814
239,206
50,860 597,348 124,861 122,748
Ponto 3
16,613
29,348
2,791
16,017
21,854
4,965
236,814
44,814 537,880 113,566 126,707
Ponto 4
16,915
13,726
2,396
10,928
13,371
5,310
191,491
26,772 520,134 135,811 253,646
Ponto 56
16,395
8,088
3,129
9,373
15,024
2,577
115,631
18,899 439,191 189,910 502,424
Ponto 7
9,924
4,633
0,000
9,849
0,000
6,561
190,971
37,205 671,450 175,799 236,256
Concentração metais (mg/Kg)
800,000
700,000
Crômio
600,000
Chumbo
Cádmio
500,000
Cobre
Níquel
400,000
Cobalto
300,000
Manganês
200,000
Zinco
Ferro
100,000
Magnésio
0,000
Ponto 1
Ponto 2
Ponto 3
Ponto 4
Ponto 5-6
Ponto 7
Cálcio
Pontos de Coleta
Figura 2 – Representação gráfica dos valores de concentrações médias obtidas na determinação dos metais
expressos em (mg/Kg) das amostras de sedimento coletados no mês de abril referente aos pontos de coleta de 1
ao 7.
Os resultados obtidos referente ao mês de Abril apresentam uma variação para todos os
metais, exceto para o cobalto que apresenta valores relativamente próximos. Para os metais
Cr, Pb, Cd, Cu e Ni correspondente ao ponto 7 são os que representam os valores mais
baixos, já para os metais Co, Mn, Zn e Fe o mesmo ocorre porém com o ponto 5 e para o
Ca e o Mg o ponto 1 são os que apresentam os valores mais baixos.
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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011
Isso significa que cada ponto reflete quantidades diferentes de metais presentes decorrente
das alterações nas condições físico-químicas na coluna d´água e na composição biogênica
dos sedimentos, portanto quanto maior a concentração dos metais Cd, Pb, Cr e Ni, maior é
a contaminação por metais potencialmente tóxicos.
Porém quanto maior a concentração para os metais Fe, Zn, Co, Cu, Mn, Mg e Ca menor é o
nível de contaminação já que são considerados metais essenciais.
Os resultados médios obtidos na análise das amostras realizadas em triplicatas para
determinação de metais por meio da técnica de Espectrofotometria de Absorção Atômica
com chama, expressos em concentração (mg/Kg), dos sedimentos coletados no mês de
Agosto estão representados no Quadro 3 e na Figura 3 a seguir.
Quadro 3: Valores das concentrações médias obtidas na determinação dos metais
expressos em (mg/Kg) representado pelos pontos de coleta de 2 ao 7.
Amostras
Cr
Ponto 2
27,840
Ponto 3
Ponto 4
Ponto 5/6
Ponto 7
Pb
0
Cd
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Ni
0
Cu
0
0
0
0
0
0
0
0
0
13,061
37,842
4,096
13,936
2,454
19,592
20,345
Cu
16,426
12,131
Mn
Zn
Fe
291,971
46,799
917,298
281,988
36,830
949,915
276,765
23,504
835,309
376,179
52,164
909,970
210,695
48,276
916,376
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Concentração metais (mg/Kg)
1000,000
900,000
800,000
Crômio
700,000
Chumbo
600,000
Cádmio
500,000
Cobre
400,000
Níquel
300,000
Cobalto
200,000
Manganês
100,000
Zinco
0,000
Ferro
Ponto 2
Ponto 3
Ponto 4 Ponto 5/6
Pontos de Coleta
Ponto 7
Figura 3 – Representação gráfica dos valores de concentrações médias obtidas na determinação dos metais
expressos em (mg/Kg) das amostras de sedimento coletados no mês de agosto representados pelos pontos de
coleta de 2 ao 7.
Os resultados obtidos referente ao mês de Agosto apresentam valores nulos para os metais
Pb, Cd, Ni e Cu o que reflete em um aspecto positivo já que os metais Pb, Cd e Ni são
potencialmente tóxicos, esse fato pode ser explicado devido a grandes quantidades de
chuvas referente ao mês de agosto.
No entanto é possível notar que os valores mais baixos corresponde ao ponto 4 que é o
ponto localizado entre as duas Centrais Hidrelétricas. Para todos os metais os valores são
relativamente próximos, exceto para o Cr e o Cu.
Para melhor visualização e quantificação esses valores estão representados em forma de
gráficos na qual foi possível fazer a comparação dos valores obtidos dos metais cádmio,
chumbo, cobre, cromo, níquel e zinco das amostras coletadas nos meses de abril e agosto.
A seguir segue as representações gráficas dos valores obtidos dos meses de abril e agosto
respectivamente comparados com os valores-guia de TEL (Threshold Effect Level) e PEL
(Probable Effect Level) estabelecidos pelo CCME.
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Chumbo - Pb
Concentração (µg/g)
Resultado Pb-Abril
100
80
60
Pb
40
TEL
20
PEL
0
Ponto Ponto Ponto Ponto Ponto Ponto
1
2
3
4
5-6
7
Figura 4 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Abril e os valores de PEL e TEL.
Concentração (µg/g)
Resultado Pb-Agosto
100
80
60
Pb
40
TEL
20
PEL
0
Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4
Ponto
5/6
Ponto 7
Figura 5 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Agosto e os valores de PEL e TEL.
Os resultados da concentração do elemento Pb referente aos 2 meses apresentaram abaixo
do valor de TEL, que representa a concentração abaixo da qual são esperados efeitos
adversos para os organismos, sendo que no gráfico do mês de abril os valores são menores
no ponto de captação 4, já no gráfico 5 não existem valores orientadores. Esses resultados
mostram que os valores obtidos estão muito abaixo do parâmetro estabelecido pelo CCME e
adotado pelo CONAMA, mas que reflete positivamente em resposta dos organismos que
habitam essas áreas.
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Universidade Presbiteriana Mackenzie
Cádmio - Cd
Resultado Cd-Abril
8
Concentração (µg/g)
7
6
5
Cd
4
TEL
3
PEL
2
1
0
Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4 Ponto 5- Ponto 7
6
Figura 6 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
Concentração (µg/g)
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Abril e os valores de PEL e TEL.
Resultado Cd-Agosto
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Cd
TEL
PEL
Ponto 2
Ponto 3
Ponto 4
Ponto 5/6
Ponto 7
Figura 7 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Agosto e os valores de PEL e TEL.
Os resultados da concentração do elemento Cd referente ao gráfico 6 apresentaram
grandes variações de concentração, principalmente entre os pontos de coleta 1, 2 e 7, pois
no ponto 1 a concentração está acima do valor de PEL (Cd:3,5 mg/Kg), que representa a
concentração acima da qual são esperados efeitos adversos para os organismos, e nos
pontos 2 e 7 as concentrações estão abaixo de TEL, que representa o efeito oposto ao de
PEL. Essas concentrações elevadas podem ser decorrentes do lançamento de esgotos
domésticos que afetam profundamente a qualidade da água e do sedimento, provocando
drásticas alterações nesses ambientes. Os valores representados no gráfico 7 estão abaixo
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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011
do parâmetro estabelecido pelo CCME e adotado pelo CONAMA, portanto não existem
valores orientadores, porém reflete num aspecto positivo.
Cobre - Cu
Resultado Cu-Abril
Concentração (µg/g)
250
200
150
Cu
100
TEL
PEL
50
0
Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4 Ponto Ponto 7
5-6
Figura 8 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Abril e os valores de PEL e TEL.
Resultado Cu-Agosto
Concentração (µg/g)
250
200
Cu
150
TEL
100
PEL
50
0
Ponto 2
Ponto 3
Ponto 4 Ponto 5/6 Ponto 7
Figura 9 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Agosto e os valores de PEL e TEL.
Os resultados da concentração do elemento Cu referente aos 2 meses apresentaram abaixo
do valor de TEL, que representa a concentração abaixo da qual são esperados efeitos
adversos para os organismos, sendo que no gráfico do mês de abril os valores são menores
no ponto de captação 5-6 e no gráfico 9 os valores são menores no ponto de captação 4.
Esses resultados mostram que os valores obtidos estão muito abaixo do parâmetro
estabelecido pelo CCME e adotado pelo CONAMA.
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Universidade Presbiteriana Mackenzie
Crômio - Cr
Resultado Cr-Abril
100
90
Concentração (µg/g)
80
70
60
Cr
50
TEL
40
PEL
30
20
10
0
Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4 Ponto 5-6 Ponto 7
Figura 10 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Abril e os valores de PEL e TEL.
Concentração (µg/g)
Resultado Cr-Agosto
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Cr
TEL
PEL
Ponto 2
Ponto 3
Ponto 4 Ponto 5/6 Ponto 7
Figura 11 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Agosto e os valores de PEL e TEL.
Os resultados da concentração do elemento Cr referente aos 2 meses apresentaram abaixo
do valor de TEL, exceto para o valor da concentração do ponto 3 no gráfico do mês de
agosto que está um pouco acima, mas que se encontra na faixa entre TEL e PEL onde
ocasionalmente esperam-se tais efeitos. Esses resultados mostram que os valores obtidos
estão muito abaixo do parâmetro estabelecido pelo CCME e adotado pelo CONAMA.
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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011
Níquel - Ni
Resultado Ni-Abril
40
Concentração (µg/g)
35
30
25
Ni
20
TEL
15
PEL
10
5
0
Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4 Ponto 5- Ponto 7
6
Figura 12 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Abril e os valores de PEL e TEL.
Resultado Ni-Agosto
40
Concentração (µg/g)
35
30
25
Ni
20
TEL
15
PEL
10
5
0
Ponto 2
Ponto 3
Ponto 4
Ponto 5/6
Ponto 7
Figura 13 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Agosto e os valores de PEL e TEL.
Os resultados da concentração do elemento Ni referente ao gráfico 12 apresentaram
grandes variações de concentração, principalmente entre os pontos de coleta 1 e 3, pois
nesses pontos a concentração está acima do valor de PEL (Cd:35,9 mg/Kg), que representa
a concentração acima da qual são esperados efeitos adversos para os organismos, e nos
demais pontos as concentrações estão abaixo de TEL, que representa o efeito oposto ao de
PEL. Essas concentrações elevadas podem ser decorrentes do lançamento de esgotos
domésticos que afetam profundamente a qualidade da água e do sedimento, provocando
drásticas alterações nesses ambientes.
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Universidade Presbiteriana Mackenzie
Os valores representados no gráfico 13 estão abaixo do parâmetro estabelecido pelo CCME
e adotado pelo CONAMA, portanto não existem valores orientadores, porém reflete num
aspecto positivo, pois indica baixo nível de contaminação.
Zinco - Zn
Resultado Zn-Abril
Concentração (µg/g)
350
300
250
200
Zn
150
TEL
100
PEL
50
0
Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4 Ponto 5- Ponto 7
6
Figura 14 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Abril e os valores de PEL e TEL.
Concentração(µg/g)
Resultado Zn-Agosto
350
300
250
200
150
Zn
100
50
PEL
TEL
0
Ponto 2
Ponto 3
Ponto 4 Ponto 5/6 Ponto 7
Figura 15 – Representação gráfica da comparação entre os valores de concentrações médias obtidas expressas
em (µg/g) das amostras de sedimento coletados no mês de Agosto e os valores de PEL e TEL.
Os resultados da concentração do elemento Zn referente aos 2 meses apresentaram abaixo
do valor de TEL, que representa a concentração abaixo da qual são esperados efeitos
adversos para os organismos, sendo que no gráfico do mês de abril os valores são menores
no ponto de captação 5-6 e no gráfico do mês de agosto os valores são menores no ponto
de captação 4. Esses resultados mostram que os valores obtidos estão muito abaixo do
parâmetro estabelecido pelo CCME e adotado pelo CONAMA, mas que reflete
positivamente em resposta dos organismos que habitam essas áreas e da população.
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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011
CONCLUSÃO
As concentrações médias dos metais encontradas nas amostras de sedimentos do Rio
Jaguari-Mirim foi de suma importância para compreender os processos de degradação
ocorrentes e o possível impacto ambiental causado pela reativação das PCHs. Foi possível
entender a caracterização dos sedimentos quanto a sua capacidade em acumular metais, já
que é uma forma de avaliar o nível de contaminação e os altos teores de poluição.
Os critérios adotados para o índice de qualidade do sedimento (CETESB) mostraram uma
diferença quanto aos valores obtidos, porém quase todos os valores se encontraram dentro
dos parâmetros estabelecidos pelo CCME, exceto para os metais Cd correspondente ao
ponto 1 coletada no mês de abril, para o Cr referente ao ponto 3 do gráfico representado no
mês de agosto e para o metal Ni referente aos ponto 1 e 3 no mês de abril . Essa diferença
nos valores pode estar associada à geologia local da hidrelétrica, bem como o despejo de
efluentes domésticos e industriais.
A técnica da Espectrofotometria de Absorção Atômica com chama para a determinação
qualitativa e quantitativa dos elementos Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Cd, Ni, Cr e Co, utilizando o
método de extração sequencial foi apropriado para solubilizar os elementos presentes nas
amostras de sedimentos e um modo de avaliar a distribuição dos metais entre as fases
geoquímicas que o compõem. Porém alguns problemas têm sido apontados aos métodos de
extração sequencial, tais como possíveis redistribuições do metal entre fases, seletividade
dos reagentes, além da falta de concordância entre os resultados, principalmente para
sedimentos anóxidos.
O estudo realizado demonstrou que os sedimentos de alguns pontos desta região
apresentam um nível de contaminação devido às concentrações estar acima do limite
esperado PEL. Para fins o objetivo do trabalho foi alcançado e foi avaliado o impacto
ambiental causado pela reativação das PCHs através da determinação de metais para
caracterização de sedimentos, para tanto houve um trabalho de colaboração, entre
pesquisadores do Centro de Ciências e Humanidades (CCH) e do Centro de Ciências
Biológicas e Saúde (CCBS) da Universidade Presbiteriana Mackenzie em que foi possível
avaliar os parâmetros físicos e químicos da água e dos sedimentos.
REFERÊNCIAS
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desenvolvimento: uma análise baseada no relatório de desenvolvimento humano 2001
da ONU’’, Agrener, Campinas, Unicamp.
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Universidade Presbiteriana Mackenzie
BASNYAT, P; TEETER, L. D; LOCKABY, B. G; FLYNN, K. M, 2000.The use of remote
sensing and GIS in the watershed level analyses of non-point source pollution
problems. Forest Ecology and Management, v. 128, p. 65-73.
BEVILACQUA, J. E.; Tese de Doutorado, Universidade de São Paulo, Brasil, 1996.
BRASIL, 2009. Ministério de Minas e Energia. Programa de Incentivo às Fontes de
Alternativas de Energia Elétrica.
http://www.mme.gov.br/programs_display.do?chn=87716
CERPCH (Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas), 2006. Qual
a perspectivas das PCH’s para o futuro?, PCH Notícia. Ano 8, nº 31.
CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo), 2009. IQA- Índices de Qualidade
da Água. Disponível em:
http://www.cetesb.sp.gov.br/agua/rios/indice_iap_iqa.asp Acesso: 23/10/2009
CONAMA, 2005 – Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução número 357/2005.
Disponível em: http//www.mma.gov.br. Acesso em: 23 out 2009.
KERSTEN, M.; FORSTNER, U. 1987 – Anal. Chem., 59, 1417.
PEDREIRA, Adriana Coli e DUPAS, Francisco Antonio, 2004 – Licenciamento Ambiental
para Implantação de Pequenas Centrais Hidrelétricas – Análise e Propostas de
Otimização
para
Minas
Gerais.
Disponível
em:
http//www.nipeunicamp.org.br/agrener/anais/2004/. Acesso: 23/10/2009.
PINHO P, Maia R & MONTEROSSO A., 2007. The quality of Portuguese Environmental
Impact Studies: the case of small hydropower projects. Environmental Impact
Assessment Review, v.27, p. 189-205.
Contato: [email protected] e [email protected]
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