Avaliação da contaminação antropogênica da matéria orgânica sedimentar do Rio Capibaribe nos municípios de Santa Cruz e Toritama/PE, Brasil

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Gomes, B. (UFRPE) ; Santos, J. (UFRPE) ; Moraes, A. (UFRPE) ; França, R. (UFAM) ; Bataglion, G. (UFAM) ; Val, A. (INPA)

Resumo

Baseado na necessidade de estudos que visam a avaliação do nível de impactos ambientais ocasionados por atividades antropogênicas, esse trabalho objetiva realizar a caraterização da matéria orgânica sedimentar de onze pontos do Rio Capibaribe, nos municípios de Santa Cruz e Toritama/PE. Nas análises clássicas por infravermelho, as maiores transmitâncias para os estiramentos de O-H, C=O, N- H, C- O e deformação C-H de aromáticos foram obtidos para sedimentos com maior teor de matéria orgânica. Para a quantificação de compostos da classe dos esteróis via análise por LC-MS/MS, foi possível notar que existem pontos com grande contaminação devido à alta concentração de coprostanol, causada por atividade antropogênica, indicando contaminação por esgoto e fezes humanas.

Palavras chaves

Contaminação ; Esteróis; Rio Capibaribe

Introdução

As atividades antropogênicas, ocasionam um aumento dos níveis de contaminação em ambientes aquáticos. O sistema aquático do Rio Capibaribe, nos municípios de Santa Cruz e Toritama/PE é o campo de estudo deste trabalho. Para esse estudo, onze sedimentos coletados em diferentes pontos do Rio Capibaribe foram submetidos a diversas análises clássicas e avançadas. Em relação as análises clássicas, a análise elementar foi aplicada visando a obtenção dos teores de carbono, hidrogênio, nitrogênio e assim determinar as razões atômicas (TOC/TN e H/C), as quais possuem fundamentação quanto a discussão sobre a característica da matéria orgânica (MO) dos sedimentos. A espectroscopia de infravermelho, foi utilizada pois é capaz de fornecer evidências da presença de vários grupos funcionais na estrutura orgânica dos sedimentos, enquanto que pela análise granulométrica estima-se as frações de areia, silte e argila, por fim, a obtenção do teor de matéria orgânica. Visando uma caracterização avançada da MO sedimentar, tem sido aplicada a técnica de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas sequencial (LC- MS/MS), utilizada para a identificação de marcadores químicos ambientais da classe dos esteróis (Frena et al., 2016). Frena et al., 2019, traz o uso de razões diagnósticas entre esteróis como uma abordagem útil para aumentar a confiabilidade dos esteróis como marcadores de contaminação. As principais são: coprostanol/colesterol, coprostanol/ (coprostanol + colestanol) e epicoprostanol/coprostanol. Assim, este trabalho tem como objetivo realizar o emprego de variadas técnicas instrumentais clássicas e avançadas visando a caracterização da matéria orgânica sedimentar do campo de estudo, com o propósito de realizar uma avaliação do nível de impacto ambiental antropogênica.

Material e métodos

As amostras de sedimentos na sua porção superficial (0-10 cm) foram coletadas em 11 diferentes pontos do Rio Capibaribe (Figura 1), nos municípios de Santa Cruz e Toritama, em regiões de baixa e alta ocupação populacional, como também, regiões de acentuado lançamento de esgoto, lixo e com alto indício de atividade industrial. Para as análises clássicas os sedimentos foram submetidos a análise elementar após procedimento de descarbonatação das amostras com HCl. A análise por espectroscopia na região do infravermelho (IV) foi realizada na faixa espectral de 400-4000 cm-1 em equipamento da marca Shimadzu, modelo IR TRACER- 100 com Transformada de Fourier. A determinação do teor de matéria orgânica foi realizada por análise gravimétrica medindo a massa do sedimento seco antes e depois de calcinação em mufla por 6 horas a uma temperatura aproximada de 750 °C. A análise granulométrica foi realizada por peneiramento úmido das amostras utilizando uma peneira de abertura de 0,063 mm separando a fração fina (silte + argila) da fração areia. A separação das frações silte e argila se deram pela técnica de pipetagem utilizando o princípio de Stokes. Em relação a caracterização avançada dos sedimentos para identificação e quantificação de moléculas da classe dos esteróis, inicialmente foi realizado um método de extração dos compostos orgânicos. O extrato seco foi reconstituído em 1,0 mL de diclorometano e uma alíquota desta solução foi diluída para 1,0 mL com metanol e analisado por LC-MS/MS, que consiste em sistema de cromatografia líquida acoplada a um espectrômetro de massa do tipo triplo quadrupolo, operando com fonte de ionização química à pressão atmosférica (APCI) no modo de aquisição positivo.

Resultado e discussão

A partir das análises por infravermelho foi possível notar uma tendência: Foram obtidos maiores estiramentos de O-H,C=O,N-H,C-O e deformação C-H de aromáticos para os sedimentos que apresentaram maior teor de MO, relacionados a sedimentos localizadas em regiões menos povoadas. Os valores obtidos por meio da razão TOC/TN provenientes da análise elementar podem ser aumentados pela presença de esgoto devido a entradas de Carbono antropogênico (Grilo et al., 2013). O que se concretiza com os resultados desse estudo, visto que os maiores valores encontrados nos sedimentos S2, localizado em Santa Cruz e T4, localizado em Toritama, sugerem a presença de Carbono antropogênico, o que é consistente com a maior concentração do esterol coprostanol encontrada nos mesmos. A análise granulométrica também pode ser relacionada com alguns dados da análise elementar. A análise de regressão foi utilizada para investigar a relação entre o TOC e partículas finas. Os resultados estatísticos não mostraram correlação significativa entre TOC e partículas finas (R2 = 0,0056), sugerindo assim que as fontes são mais importantes do que os fatores hidrodinâmicos na distribuição da matéria orgânica nos sistemas estudados. Para os dados por LC-MS/MS para quantificação de esteróis, foi possível notar elevadas razões diagnósticas entre esteróis para sedimentos coletados em localizações do Rio que estão nos centros urbanos de ambos os municípios, sendo os menores valores para sedimentos coletados fora das zonas urbanas e/ou industriais. Pode-se concluir a partir das razões diagnósticas para os esteróis, que os níveis de contaminação dos sedimentos estudados estão maiores que no Estuário do Rio São Francisco (Frena et al., 2016) como também, em outros campos de estudo localizados no mundo (ver Figura 2).

Campo de estudo do trabalho


Tabela comparativa das razões diagnósticas para os esteróis deste trabalho com outros estudos.

Conclusões

Por meio deste estudo foi possível realizar uma caracterização com técnicas clássicas e avançadas dos sedimentos que compõem o campo de estudo do Rio Capibaribe, com claras indicações de contaminação antropogênica, destacando aqueles coletados na região do Rio localizada onde há uma maior densidade populacional. Assim, esse é o primeiro estudo que avaliou a presença de biomarcadores da classe dos esteróis nesse sistema aquático, mostrando resultados que indicam um alto nível de contaminação ocasionada por atividades antropogênicas.

Agradecimentos

Agradeço a UFRPE, PRPPG/UFRPE, LAMTESA/UFRPE, LABMAQ/UFRPE, CLQM/UFS, UFAM, CAPES, ao meu orientador Jandyson Santos e aos colaboradores Rebeca dos S. França (IC), Adalberto L. Val (PQ) e Giovana A. Bataglion (PQ)

Referências

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FRENA, M; SANTOS, A.P.S; SOUZA, M.R.R; CARVALHO, S.S; MADUREIRA, L.A.S; MARCELO, R.A. Sterol biomarkers and fecal coliforms in a tropical estuary: Seasonal distribution and sources. Marine Pollution Bulletin, nº 139, 111-116, 2019.
FRENA, M; BATAGLION, G.A; TONIETTO, A.E; EBERLIN, M.N; ALEXANDRE, M.R; MADUREIRA, L.A.S. Assessment of anthropogenic contamination with sterol markers in surface sediments of a tropical estuary (Itajaí-Açu, Brazil). Science of the Total Environment, nº 544, 432-438, 2016.
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