Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: Dosagem de Metais em Sedimentos da Bacia do Rio São João no Estado do Rio de Janeiro
AUTORES: Paixão, P.V. (IQ-UFRJ) ; Takase, I. (IQ-UFRJ) ; Stapelfeldt, D.M.A. (IQ-UFRJ)
RESUMO: A Bacia Hidrográfica do Rio São João é um dos principais cursos d’água do Estado
do Rio de Janeiro abrangendo oito municípios da Região dos Lagos e arredores.
Este trabalho visou obter maiores informações sobre a qualidade dos sedimentos
da respectiva Bacia, no qual foram definidos 10 pontos e realizadas três
campanhas de medição no período de seca e de cheia ao longo do Rio São João, à
jusante da represa de Juturnaíba. Para a determinação dos metais foi utilizado à
técnica de ICP-OES, os elementos foram Al, As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb e Zn. Com
base nos valores-guia de qualidade de sedimento do Protocolo Canadense de 2002,
constatou-se elevados níveis de metais nas amostras. Diante destes dados torna-
se evidente a necessidade de um monitoramento periódico para a preservação da
qualidade da água para a saúde humana e o meio ambiente.
PALAVRAS CHAVES: Metais Pesados; Sedimentos; Águas Fluviais
INTRODUÇÃO: A Bacia Hidrográfica do Rio São João é um dos principais cursos d’água do Estado
do Rio de Janeiro, abrangendo uma área de superfície de 2160 km2. Integram a
Bacia, parcial ou totalmente, oito municípios, sendo eles: Araruama, Cabo Frio,
Cachoeiras de Macacu, Casimiro de Abreu, Rio Bonito, Rio das Ostras, São Pedro
da Aldeia e Silva Jardim. Estima-se que residam na região cerca de 90 a 100 mil
pessoas.
O Rio São João e seus afluentes vêm sofrendo a ação destrutiva de seus recursos
naturais ao longo dos anos, com a exploração de madeira e com a ocupação
populacional desordenada em suas margens, através da expansão da agricultura, da
pecuária e de loteamentos sem infraestrutura de saneamento básico. Na década de
70, a Bacia do Rio São João foi alvo de diversas obras pelo extinto Departamento
Nacional de Obras e Saneamento - DNOS, com a construção de várias valas de
drenagem, mudança de curso dos rios e construção da represa de Juturnaíba.
Atualmente a represa é responsável pelo abastecimento domiciliar e industrial na
Região dos Lagos.
Com o intuito de preservar a biodiversidade da região, em 2002, grande parte da
Bacia foi transformada em Área de Proteção Ambiental Federal do Rio São João/
Mico-leão-dourado. Sabe-se que hoje, a água do Rio São João é utilizada para o
abastecimento urbano e industrial, irrigação das áreas de cultivo, extração de
areia, navegação por pequenas embarcações, pesca e lazer (CISLJ).
Os sedimentos têm sido amplamente utilizados como indicadores ambientais, eles
possuem grande capacidade de incorporar e acumular elementos contaminantes,
refletindo a qualidade corrente do sistema aquático. O presente trabalho teve
como objetivo determinar o teor dos metais como: Alumínio, Arsênio, Cádmio,
Chumbo, Cobre, Cromo, Manganês, Níquel e Zinco, em sedimentos coletados a
jusante da Represa de Juturnaíba no Rio São João.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram definidos 10 pontos de coleta de sedimentos a jusante da Represa de
Juturnaíba no Rio São João, conforme mostrado na Figura 1. Os procedimentos de
amostragem e preservação das amostras foram baseados nas orientações da
NBR10007. Realizaram-se três campanhas amostrais:
• 1ª coleta: 26 de Outubro de 2010, primavera, período de cheia;
• 2ª coleta: 12 de Abril de 2011, outono, período de seca;
• 3ª coleta: 17 de junho de 2011, outono, período de seca.
Para a realização das coletas utilizou-se uma pequena embarcação e todos os
pontos foram devidamente registrados com o auxílio de um GPS (Global Positioning
System). As amostras de sedimento superficial foram coletadas com uma draga de
Petersen, em seguida vertidas em sacos plásticos identificados e
descontaminados, sendo preservados sob refrigeração.
No laboratório as amostras foram homogeneizadas e secas em temperatura ambiente.
Logo após, foram colocadas em uma série de peneiras ABNT, sendo utilizadas para
a análise de metais apenas o material particulado com granulometria <0,149 mm,
conforme dados da literatura que comprovam que em grãos menores há uma maior
concentração de metais adsorvidos (BOLTESMANN, 2006 apud MEDEIROS, 2009).
A digestão das amostras foi baseada no método EPA-3051A (10 mL de HNO3 em até
0,5 g da amostra), sendo utilizado um forno de microondas PROVECTO ANALÍTICA
modelo DGT 100 plus. As amostras digeridas foram transferidas para tubos Falcon
de 50 mL.
Para a quantificação dos metais utilizou-se o ICP-OES Perkin-Elmer modelo Optima
700 DV. O equipamento foi calibrado com padrões de referência NIST (National
Institute of Standard and Technology) múltiplos nas concentrações de 0,2; 0,4;
0,6; 0,8 e 1,0 mg/L. Os métodos utilizados para a determinação dos metais foram
o 3120 B e o 3113 B do Standard Methods.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados encontrados na análise de metais nos sedimentos pela técnica de
ICP-OES são exibidos na Tabela 1.
De acordo com os níveis prováveis de toxicidade (PEL) de qualidade de sedimento
do Protocolo Canadense de 2002, foi possível verificar níveis adequados para os
metais Ni e Pb em todos os pontos das três campanhas amostrais (abaixo de: 36,0
mg.Kg-1 para o Ni e 91,3 mg.Kg-1 para o Pb). E altos níveis de Cd, Cu, Cr e Zn.
Os níveis de Cd ficaram acima de 3,5 mg.Kg-1 (teor máximo permitido) em todos os
pontos analisados da 1ª e da 2ª coleta, com um mínimo de 7,4 mg.Kg-1 (ponto 6 da
2ª coleta) e máximo de 23,7 mg.Kg-1 (ponto 1 da 1ª coleta).
Os teores de Cu analisados ficaram acima de 197,0 mg.Kg-1 no ponto 1 com 3061,7
mg.Kg-1 e no ponto 4 com 219,7 mg.Kg-1 na 1ª coleta.
O teor de Zn ficou acima de 315,0 mg.Kg-1 apenas no ponto 1 da 1ª coleta onde
apresentou um máximo de 555,0 mg.Kg-1.
O Cr apresentou uma concentração acima de 90,0 mg.Kg-1 apenas no ponto 2 da 3ª
coleta com 93,7 mg.Kg-1.
Não foi possível comparar os valores encontrados de As com o Protocolo
Canadense, pois este permite uma concentração de até 17 mg.Kg-1 e o aparelho de
ICP-OES foi calibrado para leitura de valores acima de 37,5 mg.Kg-1 de arsênio,
no qual nenhum ponto analisado apresentou valores acima deste mínimo de leitura.
Quanto aos níveis de Al e de Mn não há valores de concentrações regulamentados
para comparação, ficando os resultados encontrados disponíveis para posteriores
consultas e acompanhamento.
No ponto 5 da 1ª coleta, nos pontos 1, 2 e 7 da 2ª coleta, e nos pontos 8, 9 e
10 nas três campanhas amostrais não foi possível à coleta de amostra de
sedimento devido à alta quantidade de areia presente no fundo.
Tabela 1
Resultados da análise de metais em sedimentos por
ICP-OES.
Figura 1
Mapa do Rio São João à jusante da Represa de
Juturnaíba e os pontos de coleta.
CONCLUSÕES: O presente trabalho visou obter maiores informações sobre a qualidade dos
sedimentos da Bacia do Rio São João no Estado do Rio de Janeiro. Para esta
avaliação determinou-se, através da técnica de ICP-OES, o teor de metais como: Al,
As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb e Zn.
De acordo com os níveis prováveis de toxicidade de qualidade de sedimento do
Protocolo Canadense de 2002, foi possível verificar altos níveis de cádmio, cobre,
cromo e zinco em algumas amostras analisadas. Diante da toxicidade e da
propriedade de bioacumulação destes metais, torna-se evidente a necessidade de um
monitoramento periódico para a preservação da qualidade do sedimento e
consequentemente da água para a saúde humana e o meio ambiente.
AGRADECIMENTOS: Aos alunos de Química da UFRJ do Campus Macaé e do Campus
Ilha do Fundão; ao Profº. Santelli do IQ-UFRJ; aos funcionários do Quality Lab.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10007: Amostragem e preservação da amostra, 2004.
APHA; AWWA; WPC. Standard Methods for the examination of water and wastewater. 21 Ed. Washington, DC: APHA, 2005.
CCME. CANADIAN COUNCIL OF MINISTERS OF THE ENVIRONMENT. Canadian Sediment Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life. Sumary tables, 2002.
CILSJ. CONSÓRCIO INTERMUNICIPAL PARA GESTÃO DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS DA REGIÃO DOS LAGOS, RIO SÃO JOÃO E ZONA COSTEIRA. Plano da Bacia Hidrográfica da Região dos Lagos e do Rio São João, 2005. Disponível em www.lagossaojoao.org.br. Acessado em 10 de maio de 2013.
EPA. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Method 3051A: Microwave assisted acid digestion of sediments, sludges, soils and oils. Federal Register, United States, 2007.
MEDEIROS, R. L. S. Avaliação das condições química e física dos sedimentos do estuário Jundiaí-Protengi. Dissertação de Mestrado em Química. Programa de Pós-Graduação em Química – Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN. Natal, 2009.