Heterogeneidade espacial ecotoxicológica de metais e suas implicações em reservatórios paulistas (Brasil) e para o Lago Titicaca (Peru)

Abstract

Os ambientes aquáticos, principalmente os lacustres e de transição, sofreram com as mudanças e impactos como consequência dos fenômenos (naturais e artificiais) que acontecem dentro da sua bacia hidrográfica. Eventos como o crescimento urbano somado à falta de sistemas de tratamento de esgoto ameaçam também o equilíbrio existente nestes corpos hídricos. O aporte de altos teores de nutrientes origina ocorrências de florações de algas que, em alguns casos, são inibidos por métodos paliativos e não resolvem o problema principal. O presente trabalho objetivou avaliar a heterogeneidade ecotoxicológica do sedimento superficial, mediante a quantificação e classificação dos metais segundo a sua qualidade, aplicando técnicas cartográficas, de sensoriamento remoto empregando guias de qualidade e índice de enriquecimento nos reservatórios Rio Grande (RG), Itupararanga (ITU) e Paiva Castro (PC) no Brasil, e no Lago Titicaca no Peru. Foi analisado o sedimento em perfil na Baía de Puno (BP), para quantificar a concentração de metais, bem como a geocronologia do sedimento para assim propor pela primeira vez valores regionais de referência na Baía de Puno. Para o sedimento superficial foram amostrados 47 pontos no RG, 52 no ITU, 50 no PC e 11 na BP. No caso do sedimento em perfil, foram dos pontos na Baía de Puno de 48 e 45 cm de profundidade ambos em triplicata, os que foram fatiados a cada 3 cm. A análise de metais foi realizada num espectrômetro de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) e sua classificação segundo o nível de efeito limiar TEL e o nível de efeito provável PEL. A geocronologia utilizou 210Pb, 226Ra e 137Cs num espectrômetro gama de germânio hiper puro (ORTEC), além disso, foram calculadas as taxas de sedimentação segundo o modelo de Fluxo Constante Sedimentação Constante (CFCS). O Cu foi o metal mais significativo nas amostras brasileiras, chegando a superar valores de 10 vezes o PEL no RG, enquanto o As foi relevante nas amostras peruanas com teores por cima de 3 vezes o PEL. A análise de sedimentação na Baía de Puno (0.48 ± 0.08 cm a-1 and 0.64 ± 0.07 cm a-1, para a baía externa e interna, respectivamente) indicam que as taxas estão relacionadas a eventos climáticos, isto na baía externa, e para a baía interna além dos climáticos, eventos de origem humano também foram observados. Estes resultados são fundamentais para os tomadores de decisões, bem como a população em geral para um melhor gerenciamento e conservação destes ambientes aquáticos.

Aquatic environments, mainly lacustrine and transition ones, have experienced trends and impacts as a consequence of natural and artificial phenomena which take place in its basin. Events, such as urban growth linked to the lack of a proper sewage treatment system threaten the equilibrium in these water bodies as well. The high nutrient concentration inlet leads to algal bloom occurrences which, in some cases, are inhibited throughout palliative methods without solving the main problem. This study aimed to assess the ecotoxicological heterogeneity of superficial sediment, by means of metal quantification and classification according to their quality, applying cartographic, remote sensing techniques employing quality guidelines and enrichment index in Rio Grande (RG), Itupararanga (ITU) e Paiva Castro (PC) reservoirs in Brazil, and Lake Titicaca in Peru. Profile sediment samples were analyzed in Puno Bay (BP), to quantify metal concentration, as well as sediment geochronology and in this way propose for the firsttime background values in Puno Bay. To evaluate superficial sediment 47 sites in RG, 52 sites in ITU, 50 in PC and 11 in BP were collected. Talking about the profile sediment, two sample sites were considered, outer and inner bays, the first core of 48 cm and the second of 45 cm depth, both in triplicate, the sediment was sliced at each 3 cm. Metal analysis was performed using an inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and its classification according to the threshold effect level (TEL) and probable effect level (PEL). The geochronological analysis used 210Pb, 226Ra and 137Cs in a low-background hyperpure Ge gamma spectrometer (ORTEC, model GMX50P), moreover, sedimentation rates were calculated following the Constant Flux Constant Sedimentation (CFCS). Copper was the most significative metal in the Brazilian samples, sometimes overpassing ten times the PEL value in RG, meanwhile, As was relevant among the Peruvian samples with concentrations higher than three times the PEL. The sedimentation analysis in Puno Bay (0.48 ± 0.08 cm a-1 and 0.64 ± 0.07 cm a-1 , for the outer and inner bays, respectively) indicate that the rates are related to climatic events, this in the outer bay, and added to climatic events, human derived are also observed in the inner bay. These results are fundamental for decision makers, as well as for the entire population for a better management and conservation of these aquatic environments.