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Title: Geoquímica do arsênio no complexo estuarino da Baía de Paranaguá - Paraná - Brasil
Authors: Sá, Fabian
metadata.dc.contributor.advisor: Patchineelam, Sambasiva Rao
metadata.dc.contributor.advisorco: Machado, Eunice da Costa
metadata.dc.contributor.members: Silva Filho, Emmanoel Vieira da
Machado, Wilson Thadeu Valle
Malm, Olaf
Bernedo, Luis Fernando Bellido
Issue Date: 2008
Abstract: Para poder compreender a geoquímica do arsênio em ambiente estuarino este trabalho buscou abordar o assunto sob diferentes enfoques, juntando diferentes técnicas e métodos, como mapeamento superficial, grau de piritização, datações e interpretações do enriquecimento deste elemento. A hipótese foi verificar a influência das atividades antrópicas, principalmente a produção de fertilizantes, no Complexo Estuarino da Baía de Paranaguá nas concentrações de arsênio nos sedimentos, bem como os fatores geoquímicos que influenciam na sua mobilidade e distribuição. Além do metalóide arsênio, foco do desenvolvimento desta pesquisa, os elementos ferro e o alumínio também foram analisados por serem importantes indicadores de processos do comportamento geoquímico do arsênio. Bem como análises granulométricas, de matéria orgânica, carbono orgânico total (C.O.T.) e carbonatos. No Complexo Estuarino da Baía de Paranaguá as concentrações de arsênio variaram de 0,60 a 10,99 mg/kg para as amostras de sedimento superficial, porém especificamente para amostras do principal canal de navegação presente neste estuário, este valor foi de até 21,70 mg/kg. Na coluna sedimentar as concentrações de arsênio variaram de 2,7 (base) a 8,4 mg/kg (superfície), sendo o valor de base assumido como nível de referência local. As estimativas das taxas de sedimentação, calculadas a partir do decaimento do 210Pb, foram de 0,6 cm/ano para a região mais interna do estuário e de 0,2 cm/ano no setor mediano. Porém, no setor mediano este valor foi obtido até ~30 cm de profundidade e nas camadas mais profundas a taxa sedimentar calculada foi de 1,4 cm/ano. Dentre todas as variáveis investigadas, o ferro apresenta relação positiva com o elemento arsênio. Sendo que 70% do arsênio na coluna d’água estão presentes na fase dissolvida, o ferro é o principal agente geoquímico na mobilidade e distribuição do arsênio, juntamente com as condições hidrodinâmicas. As maiores variações nas concentrações de arsênio nos sedimentos superficiais estão nas proximidades da cidade de Paranaguá, principalmente na margem norte OPOSTA, e no setor interno do canal de navegação. A margem norte do Complexo Estuarino da Baía de Paranaguá apresenta incrementos significativos nas concentrações de arsênio, sendo 17 vezes superior ao nível de referência regional assumido (2,7 mg/kg) calculado pelo Fator de Enriquecimento (FE), e de 20 vezes a partir do Índice de Geoacumulação (Igeo). O grau de piritização do arsênio (DTMP-As) é intensificado nas regiões eutróficas e menor na área oligotrófica do sistema estuarino. A Enseada do Benito e Paranaguá (eutrófico) apresentaram os maiores valores de DTMP – As em função do grau de piritização (DOP), atingindo quase 100% de piritização de arsênio enquanto o grau de piritização (DOP) varia de 40 a 75%. Em Paranaguá estes valores de DTMP-As e DOP são um pouco mais baixos (92 % e 40 %, respectivamente), principalmente nas camadas superficiais (0 – 2 e 2 – 5 cm). Já a Ilha do Mel (eutrófica) o DTMP-As variou de 3,5 % a 13 %, enquanto o DOP encontrado foi de 18 % a 37 %. Desta forma, o elemento ferro pode ser considerado como fator dominante para este metalóide, tanto nos sedimentos superficiais como na coluna sedimentar
metadata.dc.description.abstractother: In order to understand the geochemistry of arsenic at an estuarine environment, this work sought for addressing this issue in different ways grouping varied techniques and methods, such as surface mapping, pyritization degree, datation and interpretations that might assist understanding the possible enrichment of this element. One hypothesis was to verify the influence of anthropic activities, especially concerning the production of fertilizers, to the arsenic sediments concentrations in the Paranguá Esturine Complex, also assessing the geochemistry factors that influence in its mobility and distribution. Besides the arsenic metalloid, the focus of this research, the elements iron and aluminium were analyzed due to their properties as important indicators of geochemistry processes to the understanding arsenic geochemistry behavior. Grain size, organic content, total organic carbon (TOC) and carbonates analysis were also performed. Arsenic concentrations vary from 0,60 to 10,99 mg/kg for the surface sediments samples in the Paranaguá Estuarine System and, specifically in the samples from the main navigation channel of the estuary, the values were up to 21,70 mg/kg. In the sediment cores, arsenic concentrations vary from 2,7 (basis), which were assumed as a reference level for the site, to 8,4 mg/kg (surface). Sedimentation rates estimations, calculated from the decay of 210Pb, were 0,6 cm/ano for the intern region of the estuary and 0,2 cm/year in the median sector. Moreover, in the median sector this value were obtained until around 30 cm of depth and at the deepest layers the sedimentary rate was 1,4 cm/year. Among all investigated variables, iron presents a positive relation with the element arsenic. Considering that 70% of arsenic in the water column are presented as dissolved form, iron is the main geochemistry agent for the mobility and distribution of arsenic, together with hydrodynamic conditions. Highest variations of arsenic concentrations in surface sediments were found close to Paranaguá city, especially in the north margin and at the intern sector of the navigation channel. The north margin of the Paranaguá Estuarine Complex presents significant increases in arsenic concentrations, reaching 17 times over the assumed regional reference level (2,7 mg/kg) calculated by the Enrichment Factor (EF), and 20 times over the reference level calculated from the Geoaccumulation Index (lgeo). Arsenic pyritization trace metal degree (DTMP-As) is intensified at the eutrophic regions and minor in oligotrophic area of the estuarine system. Benito Inlet and Paranaguá (eutrophic) presented higher values of DTMP-As due to pyritization degree (DOP), reaching almost 100% of arsenic pyritization while pyritization degree (DOP) varied from 40 to 75%. At Paranaguá, DTMP-As and DOP values are slightly lower then these values (92% and 40%, respectively), especially in the surface layers (0-2 and 2-5 cm). At the Mel Island (eutrophic) DTMP-As ranged from 3,51% to 13,43%, while DOP was from 17,63% to 37,22%. So the iron element can be consider as dominant factor for the arsenic metalloid, both in surface sediments and in sedimentary column
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/8545
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