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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.64.2011.tde-01022012-155058
Document
Author
Full name
Graziela Meneghel de Moraes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2011
Supervisor
Committee
Mortatti, Jefferson (President)
Abreu Junior, Cassio Hamilton
Kiang, Chang Hung
Title in Portuguese
Distribuição dos metais pesados em sedimentos de fundo na bacia do alto Tietê: Fatores de enriquecimento e Classes de poluição
Keywords in Portuguese
Bacia alto rio Tietê
metais pesados
Sedimentos de fundo
Abstract in Portuguese
O Tietê é um importante rio para o estado de São Paulo, pois é considerado de grande potencial econômico, energético e de navegabilidade. A bacia do alto rio Tietê corresponde ao trecho da nascente em Salesópolis até o reservatório de Pirapora, passando pela região metropolitana de São Paulo. Por estar em uma região com grande pressão antrópica, o rio Tietê sofre grandes impactos ambientais associados ao lançamento de efluentes domésticos e industriais. Atualmente, um dos mais sérios problemas na área ambiental está relacionado à poluição química de natureza inorgânica em sedimentos fluviais, principalmente metais pesados. O presente estudo objetivou avaliar a distribuição dos principais metais pesados (Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni e Pb) presentes nos sedimentos de fundo, em perfis de profundidade, nas estações de amostragem de Ponte Nova, Biritiba, Mogi das Cruzes e Pirapora ao longo da bacia do alto rio Tietê, identificando as ocorrências de origens naturais e antrópicas, levando em consideração diferentes critérios de toxicidade e biodisponibilidade. A determinação da concentração total dos metais de interesse, em perfil de profundidade, obtidas a partir do método da fusão alcalina permitiu avaliar os critérios de toxicidade considerando os valores-guia de qualidade de sedimentos VI, VP, PEL e TEL bem como os fatores de enriquecimento (EF) e índices de geo-acumulação (Igeo) tendo como base o fundo geoquímico natural regional. A avaliação da biodisponibilidade foi analisada para os metais pesados, de acordo com o processo da extração sequencial seletiva bem como pela relação entre sulfetos volatilizados após ataque ácido a frio (AVS) e extração simultânea de metais pesados (SEM). A origem da matéria orgânica presente no sedimento de fundo foi identificada através da comparação com parâmetros de referência em base isotópica ('delta' 13C). Em termos de toxicidade de metais pesados, foi observado que para a estação de Ponte Nova, próxima a nascente do rio Tietê, apenas o Cu esteve relacionado à contribuição antrópica, possivelmente associado ao controle de algas no reservatório. Já para a estação de amostragem em Biritiba, a maioria dos metais pesados estudados mostraram ter origem antrópica, devido às atividades agrícolas da região. Os sedimentos de fundo amostrados em Mogi das Cruzes e Pirapora indicaram fortes contaminações de metais pesados, como Cu, Cr e Zn associados essencialmente aos esgotos domésticos. Os demais aspectos de biodisponibilidade estudados indicaram contaminação de metais pesados em Pirapora, confirmando a toxicidade observada nos demais critérios avaliados. A origem da matéria orgânica, presente nos sedimentos de fundo do alto rio Tietê, mostrou ser para Ponte Nova, Biritiba e Mogi das Cruzes composta por material litólico e plantas C3, enquanto que para Pirapora a origem da matéria orgânica foi essencialmente antrópica
Title in English
Distribution of heavy metals in bottom sediments in the basin of upper Tietê: Enrichment factors and Classes of pollution
Keywords in English
Basin of upper Tietê River
Bottom sediments
Heavy metals
Abstract in English
The Tietê River is important for São Paulo state, because it is considered of great economic, energy and navigability potential. The Tiete River basin comprises its source in Salesópolis to the Pirapora reservoir, through the metropolitan region of São Paulo. Due to its location in a region with high human pressure the Tietê River has suffered countless environmental impacts associated with the release of domestic and industrial effluents. Currently, one of the most serious environmental problems in the area is related to the inorganic nature of river sediments, mainly heavy metals. This study aimed to evaluate the distribution of major heavy metals (Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni and Pb) present in bottom sediments, in depth profiles, in the Ponte Nova Biritiba, Mogi das Cruzes Pirapora sampling stations along the basin of the upper Tietê River, identifying the occurrences of natural and anthropogenic sources, taking into account different criteria of toxicity and bioavailability. The determination of total concentration of metals of interest in depth profile obtained from the alkaline fusion method allowed to evaluate the toxicity criteria considering the sediment quality values guidelines VI, VP, TEL and PEL as well as the enrichment factors (EF) and geo-accumulation index (Igeo) based on the regional natural background levels. The assessment of bioavailability was analyzed for heavy metals, according to the sequential selective extraction process and the link between acid volatile sulfides (AVS) and simultaneously extracted heavy metals (SEM). The origin of organic matter in bottom sediment was identified by comparison with end-members based on isotopic ('delta' 13C). In terms of heavy metal toxicity has been observed that for the Ponte Nova station, near the Tietê River headwaters, only Cu was related to the anthropogenic contribution, possibly associated with the control of algae in the reservoir. For the Biritiba sampling station, most of the heavy metals showed to have anthropogenic origin, due to agricultural activities in the region. The bottom sediments sampled in Mogi das Cruzes and Pirapora indicated strong contamination of heavy metals such as Cu, Cr and Zn mainly associated with domestic sewage. Other aspects of bioavailability studies indicated contamination of heavy metals in Pirapora, confirming the toxicity observed in the other criteria. The origin of organic matter showed to be for Ponte Nova, Biritiba and Mogi das Cruzes composed of C3 plants and lithic material, while for Pirapora, the origin of organic matter was mainly anthropogenic.
 
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Mestrado.pdf (2.67 Mbytes)
Publishing Date
2012-02-02
 
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