Distribuição e caracterização da labilidade relativa de cobre, chumbo e mercúrio em amostras de sedimentos e substâncias húmicas extraídas de sedimentos coletados em mananciais com diferentes tipos de águas da Bacia Amazônica

Abstract

Neste trabalho caracterizou-se a distribuição e disponibilidade de cobre, chumbo e mercúrio totais em águas superficiais, substâncias húmicas e frações granulométricas de sedimentos coletados em mananciais dos três diferentes tipos de águas da bacia amazônica, ou seja, rios de água branca (barrenta), rios de água preta e rios de água clara. As amostras foram coletadas durante período de cheia e seca entre 2014 e 2015, nos reservatórios da Usina Hidredrétrica de Jirau (Rio Madeira – RO – água branca), da Usina Hidrelétrica de Cana Brava (Rio Tocantins – GO) e no baixo Rio Negro – AM. As concentrações das espécies analisadas estão de acordo com o disposto na Resolução CONAMA no 454/2012, a qual estabelece as diretrizes gerais e os procedimentos mínimos para a avaliação do material a ser dragado em águas, preconizando para Cu 35,7 e 197; para Pb 35 e 91,3; e para Hg 0,17 e 0,486 mg kg-1 em referência aos níveis 1 e 2, respectivamente. Os maiores valores médios de concentração de cobre total foram no rio com tipo de água branca (rio Madeira) em seguida no rio com tipo de água clara (rio Tocantins) e rio com tipo de água preta (rio Negro). Podendo-se assim estabelecer a seguinte ordem decrescente de concentração média de Cu nos sedimentos: água branca> água clara> água preta. Para chumbo, os maiores valores médios de concentração foram no rio com tipo de água branca em seguida no rio com tipo de água clara e rio com tipo de água preta. Pode-se estabelecer a seguinte ordem decrescente de média de concentração de Pb nos sedimentos: água branca> água clara> água preta. Os maiores valores médios de concentração de Hg foram no rio com tipo de água preta em seguida no rio com tipo de água clara e rio com tipo de água branca. Pode-se estabelecer a seguinte ordem decrescente de média de concentração de Hg nos sedimentos: água preta> água clara> água branca. Caracterizou-se que, substâncias húmicas extraídas das frações de sedimentos coletados no rio de água preta têm maior concentração de carbono orgânico total e mercúrio total, em relação àquelas extraídas dos sedimentos coletados nos reservatórios de água branca e de água clara. As maiores concentrações de mercúrio total nas substâncias húmicas extraídas dos sedimentos foram determinadas nas frações granulométricas menores dos sedimentos do Rio Negro (água preta). Por outro lado, nos reservatórios de água branca (Rio Madeira) e água clara (Rio Tocantins), foram caracterizadas maiores concentrações de mercúrio total nas substâncias húmicas extraídas de frações com maiores granulometrias. O procedimento de extração sequencial (BCR) possibilitou a obtenção de informações importantes relacionadas à labilidade relativa das espécies metálicas nos sedimentos coletados, assim como uma avaliação do risco ambiental apresentado para cada espécie individual nos três rios com diferentes tipos de água da Bacia Amazônica. Embora a concentração total de mercúrio nas amostras de sedimentos coletadas no Rio Negro (águas pretas), ser maior que nos demais rios estudados, o menor valor do fator de contaminação global infere que a maior parte do mercúrio está associada a uma fração menos lábil. Ou seja, mercúrio no Rio Negro está menos disponível para participar de trocas na interface sedimento/coluna d’água e, consequentemente, para participar de reações, como por exemplo, metilação. Os resultados desse trabalho contribuem para o entendimento da influência da presença da matéria orgânica e outros parâmetros físico-químicos da água e sedimentos na complexação, disponibilidade, transporte e ciclagem e de espécies químicas, particularmente, cobre, chumbo e mercúrio em reservatórios da bacia da região amazônica.

In this work, the distribution and availability of copper, lead and mercury in surface waters, humic substances and granulometric fractions of sediments collected from the three different types of waters of the Amazon basin, ie white water rivers (muddy) , Rivers of black water and rivers of clear water. The samples were collected during the flood and dry period between 2014 and 2015, in the reservoirs of the Jirau Hydroelectric Plant (Rio Madeira - RO - white water), the Cana Brava Hydroelectric Power Plant (Rio Tocantins - GO) and the lower Rio Negro - AM. The concentrations of the species analyzed are in accordance with CONAMA Resolution 454/2012, which establishes the general guidelines and minimum procedures for the evaluation of the material to be dredged in waters, recommending for Cu 35,7 and 197; For Pb 35 and 91.3; And for Hg 0.17 and 0.486 mg kg -1 in reference to levels 1 and 2, respectively. The highest values of total copper concentration were in the river with a white water type (Madeira river), followed by a river with a clear water type (Tocantins river) and a river with a black water type (Rio Negro). It is possible to establish the following order of decreasing average concentration of Cu in the sediments: white water> clear water> black water. For lead, the highest values of concentration were in the river with white water type then in the river with clear water type and river with type of black water. The following order of average Pb concentration can be established in the sediments: white water> clear water> black water. The highest values of Hg concentration were in the river with black water type, then in the river with a clear water type and a white water type river. The following order of average Hg concentration can be established in the sediments: black water> clear water> white water. It was characterized that humic substances extracted from the sediment fractions collected in the black water river have a higher concentration of total organic carbon and total mercury in relation to those extracted from the sediments collected in the white water and clear water reservoirs. The highest concentrations of total mercury in the humic substances extracted from the sediments were determined in the smaller size fractions for the Rio Negro (black water). On the other hand, in white water reservoirs (Rio Madeira) and clear water (Tocantins River), higher concentrations of total mercury were characterized in the humic substances extracted from fractions with larger granulometry. The sequential extraction procedure (BCR) allowed to obtain important information related to the relative lability of the metallic species in the collected sediments, as well as an environmental risk assessment presented by each individual species in the three rivers with different types of water from the Amazon Basin. Although the total concentration of mercury in sediment samples collected in the Rio Negro (black waters) is higher than in the other rivers studied, the lower value of the global contamination factor infers that most of the mercury is associated with a less labile fraction. That is, mercury in the Rio Negro is less available to participate in exchanges at the sediment / water column interface and consequently to participate in reactions such as methylation. The results of this work contribute to the understanding of the influence of the presence of organic matter and other physical and chemical parameters of water and sediments on complexation, availability, transport and cycling and of chemical species, particularly copper, lead and mercury in Amazon region.