ANALISE DE CÁTION E ÂNION PRESENTE AO LONGO DO BAIXO RIO AMAZONAS EM DIFERENTES PERÍODOS HIDROGRÁFICOS

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Química Analítica

Autores

dos Santos Melo, S. (UEAP) ; de Melo Diniz, J.E. (UNIFAP) ; do Carmo Pimentel, J.C. (UNIFAP)

Resumo

O rio Amazonas, com suas dimensões continentais, apresenta particularidade em relação a composição de suas águas, com grande presença de CO2, metano, carbono e nitrogênio orgânico e inorgânico dissolvidos, entre outros elementos. Esta pesquisa objetivou conhecer o fluxo de cátions (Na+, K+, Mg2+, Ca2+) e ânions (Cl-, NO3-, SO42-, PO43-) no baixo rio Amazonas nos diferentes períodos hidrógrafos (cheia, seca, vazante, enchente). Para as analises foram usadas técnicas do American Public Health Association (APHA). Os resultados mostram que o rio Amazonas, no trecho estudado, apresentou predominância do cátion Ca2+ e do ânion SO42- com maiores concentrações no período de seca e enchente e menores no período de cheia e vazante.

Palavras chaves

ÂNIONS ; CÁTIONS; RIO AMAZONAS

Introdução

A bacia hidrográfica do Amazonas é a mais extensa rede hidrográfica do globo terrestre, ramificando-se por todos os países do norte da América Latina, desde os sopés andinos até o Oceano Atlântico (EVA; HUBER, 2005), contando com 25.103 km de rios navegáveis em cerca de 7.106 de km2, dos quais 3,8.106 estão no Brasil (VAL et al., 2010; IBGE, 2007). Portanto, esta bacia continental estende-se por quase todo o norte da América do Sul, concentrando aproximadamente 63 % de sua extensão em território brasileiro (KOHLHEPP, 2002). Dada a dimensão continental da bacia amazônica, sua escala hidrográfica exige normalmente uma abordagem complexa sobre os processos biogeoquímicos da água, bem como suas interações com a paisagem e a atmosfera. Esta pesquisa teve como objetivo conhecer a fluxo de cátions e ânions influenciados pelos diferentes períodos hidrógrafos/sazonais no canal principal do baixo rio Amazonas entre a cidade de Óbidos no oeste do estado do Pará e a cidade de Macapá, no estado do Amapá, além de complementar estudos já realizados no médio e alto rio Amazonas, melhorando a série histórica de dados, como uso de novas técnicas e metodologias de analises de água e sedimentos, auxiliando diferentes áreas de conhecimento no entendimento da dinâmica e composição do rio Amazonas.

Material e métodos

As coletas de água e sedimentos para análise do fluxo de cátions e ânions do rio Amazonas foram realizadas nos meses de maio e novembro de 2014, julho de 2015 e fevereiro de 2016, em um trecho de aproximadamente 800 km (figura 01). Todas as técnicas analíticas utilizadas nas analises das amostras coletadas no Rio Amazonas e afluentes foram usadas as técnicas da AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA, 1999). Em cada canal foram realizadas 06 (seis) coletas de amostragens, 02 (duas) na margem direta, 02 (duas) na esquerda e 02(duas) no centro do rio, sendo uma amostragens na superfície a aproximadamente, 50 centímetros do espelho d’agua e outra a 60% da profundidade totaldo canal medida a partir da superfície. O perfil de profundidade do rio foi medido com o ecobatímetro Garmim GPS 420. As amostras de profundidade foram obtidas pela imersão de uma bomba peristáltica (SHURflo 1.5 GPM) até a profundidade calculada. Para as amostragens das águas superficiais foi usado o mesmo procedimentode profundidade, somente a bomba coletora (Rule 360 GPH) é diferente. As análises dos parâmetros químicos (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, NO3-, PO43-. As análises químicas das amostragens foram feitas com uma combinação de cromatografia iônica (Dionex DX-500), espectroscopia de emissão óptica com plasma acoplado (ICP-OES, Jobin Yvon Horiba, ULTIMA2e colorimetria (Foss Tecator automatizado do sistema FIA, 5000 FIAStar. Os parâmetros carbono orgânico e inorgânico dissolvido e concentrações de nitrogênio total são determinadas com Shimadzu TOC Analyzer TOC-VCPH.

Resultado e discussão

As características hidrodinâmicas e biogeoquímicas do trecho de 800 Km correspondente ao longo do baixo Rio Amazonas entre a cidade de Óbidos, oeste do Estado do Pará e a foz do Rio Amazonas em seus canais norte e sul entre os Estados do Pará e Amapá podem apresentaram diferenças significativas quanto a sua pluviometria. Distribuem-se em dois períodos distintos da região amazônica: inverno amazônico, de janeiro a junho, com uma máxima de 450 mm em março/abril e verão amazônico, nos meses restantes, quando ocorre uma redução significativa da pluviosidade na região, com um mínimo de 26 mm em setembro/outubro (KUHN et al., 2010; SOUZA; CUNHA, 2010; SOUZA et al., 2009). Na foz do Amazonas, no período chuvoso incidem mais de 85% das precipitações registradas anualmente (BRITO, 2013). Figura 02 serie aniônica e catiônica analisados ao longo do baixo rio Amazonas em diferente período hidrográfico Nas analises realizadas ao longo de trecho estudado a concentração de cloro na forma de cloreto (Cl-) ficou entre 4,891 mg L-1 e 0,98 mg L-1, ambas registradas no canal sul Macapá, a média geral de 2,372 ± 1,3903 mg L-1. O cloro apresentou maior concentração no período seco e menor no período de cheia do rio, em relação ao comportamento ao longo do canal principal o cloro apresentou redução na concentração do canal Óbidos ao canal Almeirim, e leve aumento em direção aos canais de Macapá. Em comparação a estudos já realizados anteriormente sobre o cloro em rios da região amazônica, observamos que os valores calculados ao longo do baixo rio Amazonas foram superior aos encontrados em estudos de Sousa et al. (2008) no rio Acre e por Marmos (2007) nos rios Urubu, Preto da Eva, Cuieiras, Tarumã-Açu, Negro. No rio Amazonas as concentrações máxima e mínima de PO43- foram, respectivamente, 0,120 mg L-1 no canal Almeirim e 0,011 mg L-1 no canal Óbidos e média geral de 0,046 ± 0,0121 mg L-1, mantendo-se estável em quase todo os períodos de coleta analisados. Ocorreu uma pequena redução na concentração de PO43- do canal Óbidos aos canais de Macapá, isso pode ser explicado pela importância nutricional do fosforo, nutriente essencial a vida marinha, que é consumido longo do baixo Rio Amazonas. As maiores concentrações de PO43- foram encontradas no período de vazante do rio, o que pode ser explicado pela liberação do fosfato durante o processo de ressuspensão do sedimento (FORSBERG et al., 1988, SETARO; MELACK, 1984). A média de PO43- medido no trecho estudado esta dentro da faixa encontrada em águas túrbidas da região Amazônica (MAYORGA et al., 2002) que ficou entre 0,190 mg L-1 e 0,038 mg L-1. As concentrações de fosfato ao longo do baixo rio Amazonas foram superioras as observadas por Horbe et al. (2005) no rio Puraquequara e Igarapé de água Branca, afluentes do rio Amazonas e inferiores aos observados por Santos et al.(2010) na plataforma continental do rio Amazonas. Ao longo do baixo Rio Amazonas as concentrações de SO42- ficaram entre 6,921 mg L-1 no canal Óbidos e 0,458 mg L-1 no canal Almeirim e média geral de 3,175 ± 1.7916 mg L-1. A concentração do íon sulfato aumenta no período de enchente e se reduz no período de vazante, apresenta-se inversamente proporcional a vazão, ou seja, reduz ao longo do canal principal da montante em Óbidos a jusante nos canais de Macapá. As analises realizadas ao longo do canal principal do baixo Amazonas de Óbidos aos canais de Macapá mostraram que a concentração de sulfato foram superiores as dos rios Juruá e Novo Remanso e inferiores as dos rios Jutaí e Coari nos estudos realizados por Souto et al (2015) nos afluentes do rio Solimões/Amazonas. No trajeto estudado o valor médio da concentração de íon nitrato foi de 0,558 ± 0,419 mg L-1 com máxima 1,726 mg.L-1 no canal Almeirim e mínima 0,039 mg L-1 no canal norte Macapá. As maiores concentrações foram observadas no período seco e as maiores no período de vazante do rio Amazonas, sendo diretamente proporcional a a vazão do rio com aumento da montante em Óbidos a jusante nos canais de Macapá. A concentração do íon sulfato aumenta no período de enchente e se reduz no período de vazante, apresenta-se inversamente proporcional a vazão, ou seja, reduz ao longo do canal principal da montante em Óbidos a jusante nos canais de Macapá. O nível de nitrato calculado ao longo do baixo Amazonas foi superior ao nível medido nos rios Pedreira-Ap (MONTEIRO et al., 2015) e Paracauari-Pa (SOUZA et al.,2015) e inferior aos medidos por Pantoja (2015) nos rios Anori (Purus), Manacapuru e Coari (Solimões) e Itacotiara (Amazonas). Com relação as concentrações do íon sódio notamos variação de 2,393 mg L-1 no canal norte Macapá e 0,596 mg L-1 no canal Almeirim e média de 1,404 ± 0,4467 mg L-1. As mais elevadas concentrações de íon sódio foram registradas na enchente e as baixas na cheia do Rio Amazonas, se reduzindo do canal Óbidos ao canal Almeirim e aumentando em direção aos canal norte de Macapá. indicando que esse elemento esta sendo carreado pelo rio, contribuindo para o aumento de sua concentração ao longo do canal principal do baixo Amazonas. Ao compararmos as concentrações do Na+ ao longo no trecho estudado com estudos realizados anteriormente no rio Solimões e seus afluentes (SEYLER; BOAVENTURA, 2003; SOUTO et al.; 2015) notamos que nossa média foi inferior a média de 4,222 mg.L-1 registradas nesse rio e adjacentes. As concentrações de íon potássio no baixo rio Amazonas variaram entre 1,438 mg L-1 e 0,654 mg L-1 e média geral de 1,041 mg L-1 ± 0,222 mg L-1, ambas registradas no canal Óbidos. Com alta concentração no período de enchente e baixa no período de seca, aumentando ao longo do canal principal do Óbidos a Macapá. Os valores encontrados entre os canais Óbidos a Macapá foram semelhante aos encontrados por Souto et al.(2015) no Rio Amazonas na região compreendida entre os rios Solimões, Negro e Amazonas o qual apresentou concentração média de 1,005 mg L-1 . Com concentração variando entre 2,160 mg L-1 no canal Óbidos e 0,792 mg L-1 no canal norte Macapá e média geral no trecho de 1,325 ± 0,4172 mg L-1, o magnésio (Mg2+) apresentou concentração inferior ao sódio (Na+) e cálcio (Ca 2+) e superior ao potássio (K+) ao longo do baixo Rio Amazonas, e comportamento semelhante ao sódio (Na+), com elevadas concentrações no período de enchente e baixa no período de seca. As concentrações de íon cálcio (Ca2+) variaram entre 13,032 mg L-1 e 1,512 mg L-1 e média geral de 7,211 ± 2,6249 mg L-1. Ao contrário dos íons Na+, K+ e Mg2+, o íon Ca2+ apresentou as maiores concentrações dentre os íons cátions analisados. Aumenta no período de enchente e diminui no período de seca, diminuindo do canal Óbidos ao canal Almeirim e aumentando no sentido das seções norte e sul de Macapá. A concentração média de Ca no canal principal do baixo Amazonas foi bem inferior a média de 11,411 mg L-1 observado por Souto et al. (2015) no rio Solimões-Amazonas.

Série catiônica analisados ao longo do baixo rio Amazonas em diferente período hidrográfico.


Serie aniônica analisadas ao longo do baixo rio Amazonas em diferente período hidrográfico.

Conclusões

A composição catiônica da água do baixo rio Amazonas indicou predomínio do cátion cálcio (Ca2+) em relação aos demais cátions (Ca2+ > Na+ > Mg2+ > K+), isso ocorre principalmente pela composição química classificada como cálcica para água do baixo rio Amazonas e afluentes. Em relação a composição aniônica da água, o baixo rio Amazonas apresentou uma concentração mais acentuada do ânion sulfato (SO42-) em relação aos demais ânions (SO42-> Cl- > NO3- > PO43-), isso pode está relacionado do solo da região, que em sua maioria apresenta composição geoquímica de origem argilosa e arenosa, principalmente dos sedimentos transportado ao longo do rio em direção ao oceano. Para a influência dos períodos hidrológicos da região pesquisada, nossa analise mostrou que os ânions SO42- e Cl- apresentaram maior concentração no período de seca e enchente e menor no período de cheia e vazante, o ânion NO3- apresentou maior concentração no período de seca e menor no período de enchente, para o ânion PO43- o período hidrológico na apresentou muita influencia pois as concentração foram relativamente baixa. Para os cátions analisados ao longo do baixo Amazonas, observamos que Ca2+, Mg2+ e K+ apresentaram maiores concentrações no período de enchente e menores no período de seca, enquanto que o Na+ apresentou maior concentração na seca e emonor no período de cheia.

Agradecimentos

Ao Laboratório de Química Ambiental e Saneamento do Curso de Ciências Ambientais da Universidade Federal do Amapá (UNIFAP) e Laboratório de Biogeoquímica Ambiental do Centro de Energia Nuclear em Agricultura (CENA).

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