Braz. J. Aquat. Sci. Technol., 2009, 13(2):1-8.

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COMPORTAMENTO GEOQUMICO DE METAIS EM SEDIMENTOS DEMANGUEZAL DA BAA DE CAMAMU-BAHIA

OLIVEIRA, O.M.C.1; CRUZ, M.J.M.2 & QUEIROZ, A.F.S.3

1 Departamento de Geologia e Geofsica Aplicada (DGGA) e Ncleo de Estudos Ambientais (N.E.A.) -

Instituto de Geocincias, Universidade Federal da Bahia, Rua Baro de Geremoabo, s/n, Campus deOndina, Sala 314-A, CEP 40170-290, Salvador - Bahia olivia@ufba.br

2 Departamento de Geoqumica (DGq), Instituto de Geocincias, Universidade Federal da Bahia, RuaBaro de Geremoabo, s/n, Campus de Ondina, Sala 314-A, CEP 40170-290, Salvador - Bahia

jeronimo@ufba.br3 Departamento de Geoqumica (DGq) e Ncleo de Estudos Ambientais (N.E.A.) - Instituto de

Geocincias, Universidade Federal da Bahia, Rua Baro de Geremoabo, s/n, Campus de Ondina,Sala 314-A, CEP 40170-290, Salvador - Bahia queiroz@ufba.br

ABSTRACT

Oliveira, O.M.C.; Cruz, M.J.M. & Queiroz, A.F.S. 2009. Metals geochemistry behavior in mangrove sedimentsof the Camamu Bay-Bahia.Braz. J. Aquat. Sci. Technol. 13(2):1-8. ISSN 1808-7035. This inquiry encloses thesediments and mangroves of the Camamu Bay, Bahia, Brazil. 13 stations of sampling had been selected in whichsediments, water and leaves were collected. Of these stations, 5 are located in mining zones and 8, in the estuary of therivers that flow down the bay. The samples had been separate by grain size, mineralogical characteristics, metals (Pb,Zn, Cr, Cu, Cd, Ba, Mn, Fe and Al), organic substances and nutrients. The results of the metals have evidenceddifferentiated geochemical behaviors for each one of the mangrove zones (compartment of the islands and around theCamamu Bay). The amounts of Pb, Zn and Cu, had been raised in the islands compartment, while Mn, Cr, Al and Fe,presented higher concentration around the Bay. In relation to the dynamics of metal partition in the zones of mining of theinterior islands, it was observed a preoccupying increase of Pb, Zn, Mn and Ba.

Keywords: Mangrove, Sediments, Metals Extraction.

INTRODUO

A Baa de Camamu est localizada a cerca de335 Km a sul da cidade de Salvador, capital do Estadoda Bahia (Figura 1). Esse acidente geogrfico, deformato aproximadamente circular, a terceira maiorbaa do Brasil. O seu interior apinhado de numerosasilhas, com destaque especial quelas localizadas naporo central da baa, denominadas de ilhas Grande ePequena.

Na Baa de Camamu os manguezais ocupammais de 40 Km2, constituindo-se um complexo naturalde grande importncia econmico de produo primria,com fornecimento de pescado para comercializao econsumo prprio das comunidades ribeirinhas.

Nas ilhas Grande e Pequena no interior da Baade Camamu existem importantes mineralizaes debarita - sulfato de brio (BaSO4), que desde a dcadade 70, tem sido processada a sua explorao industrial.Estas atividades, de origem antrpica, vminfluenciando o ecossistema local.

Assim, partculas provenientes deempilhamentos de minrio so transportadas por ao

elica ou pela lixiviao de bacias de rejeito e osmateriais tm sido carreados para o interior dosmanguezais. Os elementos pesados associados aestes particulados so conjuntamente transportados ese constituem em um importante fator impactante aoambiente local.

mister assinalar que independente da origemdo metal nos sedimentos, o seu tempo de residnciadepende de alguns processos que promovem suafixao ou remobilizao (Frstner & Wittmann, 1981).Os processos de adsoro, co-precipitao com xidose hidrxidos de Fe e Mn, complexao por molculasorgnicas, alm de mudanas de pH, EH, salinidade,podem promover a liberao parcial ou total das fraesmetlicas mveis. Por outro lado, a frao metlicaincorporada na estrutura cristalina dos minerais no solubilizvel pelos processos fsico-qumicos comuns.

Este trabalho apresenta os resultados dosestudos geoqumicos e as concluses obtidas sobre adinmica atuante provenientes das atividadesexploratrias mineiras nos stios da Baa de Camamue suas ilhas interiores.

Oliveira et al.: Geoqumica de sedimentos de manguezal.

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METODOLOGIA

Para se atingir os objetivos propostos nestetrabalho foram estabelecidas 13 (treze) estaes deamostragem, distribudas no interior da Baa deCamamu (Figura 1). Cinco destas estaes foramlocalizadas nas ilhas centrais da baa (trs na IlhaGrande e duas na Ilha Pequena) Estaes 1 a 5 - eoito na regio do entorno da baa, em locais deconfluncia dos principais rios que desembocam naregio estuarina lagunar, com o Oceano Atlntico Estaes 6 a 13. Todas as estaes foram posicionadasem zonas de abrangncia do ecossistema de manguezallocal.

Em cada estao foi amostrado substratolamoso em reas de manguezal, com testemunhos at1m de profundidade, seccionados em fatias que variaramde 20 cm em 20 cm, do topo para a base a fim depermitir uma avaliao das possveis variaes das

concentraes encontradas nas diversas seesseccionadas. Foram realizadas anlises dos metais Pb,Zn, Cr, Cu, Cd, Ba, Mn, Fe e Al em cada seoamostrada e em cada fatia seccionada, utilizando-sediferentes tcnicas de extrao (parcial, seqencial etotal), na frao do sedimento

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Extrao Seqencial - A soro de metais pesados emsedimentos pode ser avaliada investigando suaparticipao entre as vrias fases geoqumicas. Oprocedimento de extrao seqencial que tem sidomuito aplicado e discutido por diversos autores (Tessieret al., 1979; Fiszman et al., 1984; Lim & Kiu, 1995,dentre outros) pode ser empregado para tal avaliao.Este procedimento baseado no princpio de quemetais sorvidos podem ser substitudos ou removidosde uma fase geoqumica pelo uso de extratoresapropriados.

Cabral & Lefebvre (1998), Bradl (2004) e Yong etal. (1993), tm questionado a perfeita seletividade dosreagentes utilizados, sobre a destruio apenas dasligaes entre os contaminantes e a fase geoqumicaselecionada. Dessa forma, os resultados da extraoseqencial podem ser interpretados como uma avaliaosemi-quantitativa da partio dos contaminantes entreas fases geoqumicas ou como um bom indicadorqualitativo.

O procedimento de extrao seqencial utilizado(Oliveira et al. 1998; Oliveira 2000) ilustrado na Figura2. A operacionalidade definida para a frao associadacom cada fase e os reagentes usados em cada estgio apresentada a seguir: Fase trocvel A fase metlica liberada da superfcie dos slidos, tais como mineraisde argila e xidos bem cristalizados, atravs de atraoou repulso eletrosttica (Coulomb) (Greenland &Hayes, 1978 in Cabral & Lefebvre, 1998); Fase

carbontica O alto contedo de carbonato aumenta oefeito tampo no sedimento e como conseqncia,aumenta a capacidade de reteno dos metais pesados.O acetato de sdio utilizado nessa fase quebra asligaes entre as espcies metlicas e o carbonato;Fase redutvel Capaz de quebrar as ligaes entre osmetais e os xidos e hidrxidos de Fe e Mn, sem atacaros minerais silicticos e as ligaes entre os metaispesados e a matria orgnica; Fase oxidvel Incluios metais ligados matria orgnica e aos sulfetosoxidveis, pois em condies oxidantes ocorre adegradao da matria orgnica e os metais soremovidos para a soluo; Frao residual compostapor metais presentes na estrutura cristalina dos mineraissilicticos. Somente atravs de digesto a quente que estes metais so liberados.

Discusses complementares sobre as interaesentre cada fase geoqumica e os metais, alm damaneira como essas interaes influenciam naefetividade dessas tcnicas de extraes, foramrealizadas por Cabral & Lefebvre (1998), Fiszman et al.(1984) e Yong et al. (1992,1993).

As extraes foram realizadas em tubos decentrfuga de polietileno de 50 mL e cada frao foiseparada por centrifugao a uma velocidade de 3000rpm por 30 minutos. Foram determinados os metaisPb, Zn, Cr, Cu, Cd, Ba, Mn, Fe e Al por ICP OES,seqencial, marca Varian, modelo Liberty 150.

Figura 2 - Esquema de extrao seqencial utilizado para os sedimentos.

Oliveira et al.: Geoqumica de sedimentos de manguezal.

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A extrao do elemento Ba na frao residualficou impossibilitada pelo fato do ataque com HF +HNO3, utilizado para esse tipo de anlise (Dolezal etal., 1968), no ter se mostrado eficiente para solubilizaro sulfato de brio totalmente.

A efetividade do processo de extrao seqencialpode ser julgado pela comparao da soma de cadafrao com a quantidade de todos os metais extrados(extrao total). O erro admitido para esta comparaode aberturas geralmente por volta de 10% (Lee et al.,1997).

A decomposio cida total foi realizadautilizando-se HF, HClO4 e HNO3 na proporo 2:2:1. Osmetais Pb, Zn, Cr, Cu, Cd, Mn, Fe e Al foram analisadospor ICP/AES.

RESULTADOS E DISCUSSO

A distribuio dos metais nos sedimentos demanguezal da Baa de Camamu caracterizada pordiferentes ordens de proporo em cada fase analisada(Oliveira et al., 1998b), Figura 3. As concentraesapresentadas se referem a mdia daquelas encontradasem cada seo de 20 cm do perfil de 1 m. A fraotrocvel apresenta os maiores percentuais relativos parao Mn em ambos os compartimentos, sendo seguidopelo Pb, Ba e Zn, no compartimento das ilhas, e peloZn, Ba e Pb, na regio do entorno. A frao carbontica representada preferencialmente pelo Mn em ambosos compartimentos, sendo seguido pelo Ba, Pb e Zn,na regio das ilhas e pelo Zn, Ba e Pb, na regio doentorno. A frao oxidvel representadapreferencialmente pelo Pb, Mn, Ba e Zn nas ilhas epelo Mn, Cr, Zn e Pb, na regio do entorno. A fraoredutvel associada preferencialmente ao Mn, emambos os compartimentos, seguido pelo Pb, Ba e Zn,na regio das ilhas e pelo Zn, Ba e Pb, na regio doentorno. A frao residual representadapredominantemente pelo Pb, Mn e Zn no compartimentodas ilhas e pelo Mn, Cr, Zn e Pb, no compartimento doentorno da baa.

Essa distribuio evidencia que principalmenteos elementos Mn, Pb e Ba tm afinidade com as fraesconsideradas potencialmente disponveis nossedimentos de manguezal da regio das ilhas da Baade Camamu, enquanto que na regio do entorno, foramos elementos Mn, Zn, Cr e Ba que mostraram essaassociao mais estreita com as fases potencialmentedisponveis para o ambiente.

O efeito das atividades de minerao na baa deCamamu, em especial nas estaes que compem aregio das ilhas, onde esto concentrados os principaissetores do extrativismo mineiro na localidade, deverefletir o expressivo teor de metais, a exemplo do Pb,

Zn, Mn e Ba, relacionado a todas as fraesgeoqumicas analisadas. Apesar do grande destaquedesses elementos associados frao residual (aexceo do Ba), neste compartimento, suasassociaes frao trocvel (prontamente disponvelpara ser absorvida pela biota), se configuram como umasituao merecedora de maiores estudos e cuidados.

Lacerda (1994), estudando sedimentos demanguezais na Baa de Sepetiba, RJ, constatou que afrao oxidvel predomina em mais de 60% para osvrios metais considerados, principalmente Zn, Mn eCu, enquanto que a frao redutvel teve importncianegligencivel para a maioria desses metais. Ao mesmotempo, a frao trocvel, imediatamente disponvel paraabsoro pela planta foi considerada desprezvel paraa maioria dos metais, com exceo do Mn, quecorrespondeu a 15% da concentrao total, no estudorealizado. Resultados semelhantes foram encontradospor Salomons & Frstner (1984), no esturio do rio Zaire,os quais relatam igualmente a importncia dossubstratos oxidveis em sedimentos de manguezal emrelao a sedimentos fluviais. Chiu & Chou (1991) inLacerda (1994), tambm relatam um aumento da

Figura 3 - Distribuio mdia de metais nas fases geoqumicasanalisadas para cada fatia dos testemunhos amostrados nossedimentos de manguezal da baa de Camamu.

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importncia da fase oxidvel para a distribuio de metaisem sedimentos de manguezal em comparao comsolos de floresta de bambu no rio Tamshi, Taiwan. Essesresultados evidenciam a importncia dos sulfetosprovenientes da decomposio anaerbica da matriaorgnica na acumulao de metais pesados noecossistema manguezal.

A Tabela 1 apresenta a eficincia analtica paraas extraes seqenciais, a qual foi testada realizandoanlises de extrao total nas mesmas amostrasutilizadas anteriormente para extrair as 05 (cinco)fraes geoqumicas consideradas. Essa eficincia foiexaminada atravs da relao entre os valores obtidosdo somatrio das diferentes fases geoqumicas eaqueles da extrao total, para os diferentes elementosconsiderados nessas duas etapas analticas. Foramconsiderados satisfatrios, os resultados queapresentaram variaes inferiores a 10%. Essa variao,entretanto, no foi considerada aceitvel com relaoao Zn, Cu, Cd, Mn e Al. Esse fato pode ser atribudo maior heterogeneidade das caractersticas intrnsecas

dos elementos constituintes dos substratos dos doiscompartimentos da Baa de Camamu. Fernandes (1991)constatou comportamento semelhante para o Pb,estudando sedimentos fluviais e lagunares do RJ. Deve-se ressaltar ainda que alguns autores (Rapin et al.,1986; Campbell & Tessier, 1984), tm relatado que aseletividade da tcnica da extrao seqencial decaiacentuadamente para sedimentos ricos em sulfetos(anxicos), o que pode ter tambm contribudo para adificuldade na obteno de resultados satisfatrios, umavez que regies de manguezais se configuram comocaracteristicamente anxicas.

O grau de enriquecimento em metais dependente do tamanho da partcula do sedimento edo contedo orgnico. As partculas de granulometriasfinas, do tamanho silte ou argila e sedimentos ricos emmaterial orgnico, tendem a favorecer uma maioradsoro de metais (Bubb & Lester, 1995). Emsedimentos de manguezais, trs grandes aspectosesto envolvidos na acumulao e distribuio de metaistraos (Lacerda, 1998): a) acumulao preferencial por

Tabela 1 - Concentrao mdia dos metais aplicando o mtodo da extrao seqencial e da extrao total.

Oliveira et al.: Geoqumica de sedimentos de manguezal.

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sedimentos de granulometria fina; b) acumulao dealto contedo de matria orgnica e c) precipitao desulfetos metlicos presentes como produto da sulfato-reduo.

Os mtodos de extrao parcial so aplicadosaos sedimentos para a obteno de uma fraofracamente ligada a este material e so maissimplificados que os mtodos de extrao seletiva.Apesar deste mtodo quantificar os elementosmetlicos nos sedimentos, ele no permite avaliarquantitativamente a contribuio antropognica e o riscopotencial de liberao desses metais (Teixeira et al.,1997). Quando os metais so dissociados da matriaorgnica oxidada em suspenso, eles soeventualmente fixados em substratos reduzidos emsedimentos de manguezal, dessa forma eles tero asua partio geoqumica alterada. Da se fazernecessrio a aplicao da extrao seqencial, paradeterminar os metais com diferentes associaesgeoqumicas no sedimento. O ataque total foi utilizadocom o objetivo de determinar a concentrao total dosmetais nos sedimentos, bem como avaliar a eficinciada extrao seqencial, atravs da comparao entreo somatrio de todos os teores das fraes geoqumicasestudadas com os teores obtidos da extrao total.

A Tabela 2 apresenta os teores mdios dos metaisanalisados pelo mtodo de extrao parcial. Verifica-se que no apresentam uniformidade de comportamentoentre os dados analisados nas ilhas e da regio doentorno da Baa. Os teores mdios de Pb, Zn e Cuforam mais elevados no primeiro compartimento,enquanto que no segundo compartimento o teores deMn, Cr, Al e Fe apresentaram teores mdios maiselevados.

Queiroz (1992), estudando o comportamento dealguns metais nos manguezais da Baa de Todos os

Santos, verificou que muitos dos metais considerados,inclusive alguns deles indicados como bastante txicose encontrados sob forma relativamente acessvel nanatureza, como o Pb, Zn, Cr, Cu, Cd, poderiam estarassociados a uma srie de atividades industriais, aexemplo da minerao. Queiroz (1992), constatou aindaque muitos desses ctions, apesar de no serem oselementos diretamente implicados nessas aes,podem participar das diferentes etapas intermediriasdos processos industriais, com conseqente liberaopara o ambiente durante essas atividades.

Comparaes de dados deste estudo com outrasreas de manguezal do Estado da Bahia (Queiroz, 1992;Paredes et al., 1995, Santos 1997, Arajo 2000),mostrados na Tabela 2, permitiram constatar que o Pbapresentou, na regio das ilhas da Baa de Camamu,os mais elevados teores relativos. Neste mesmocompartimento, o teor mdio de Zn comparvel queleda regio de Santo Amaro, caracterizada por forteinfluncia antropognica (Queiroz, 1992; Paredes et al.,1995). Os teores dos demais elementos, bem como detodos os metais da regio do entorno da Baa deCamamu, apresentaram-se comparveis queles daregio de Maragojipe, Joanes ou Alcobaa, consideradasainda sob incipiente influncia antropognica.

Maiores investigaes a respeito dasassociaes geoqumicas desses metais nossedimentos do manguezal da Baa de Camamu puderamser realizadas atravs de mtodos de extrao seletiva.

CONCLUSES

A anlise da concentrao dos metais nossedimentos, at a profundidade de 1m, revelou ocomportamentos geoqumicos diferenciados para cada

Tabela 2 - Comparao entre as concentraes mdias dos elementos Pb, Zn, Cr, Cu, Cd, Mn, Al e Fe, nos sedimentos do manguezal daBaa de Camamu com a de outras zonas de manguezal estudadas.

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uma das zonas de manguezal individualizada(compartimento das ilhas e compartimento do entornoda Baa de Camamu).

Atravs da extrao parcial, foi verificado que osteores de Pb, Zn e Cu foram mais elevados nocompartimento das ilhas, enquanto que o Mn, Cr, o Ale o Fe, apresentaram-se mais elevados nocompartimento do entorno.

A dinmica de partio dos metais nas diferentesfases geoqumicas pesquisadas por anlisesseqenciais, a saber: trocvel, carbontica, oxidvel,redutvel e residual, revelou que o efeito das atividadesde minerao local refletido no expressivo teor dosmetais Pb, Zn, Mn e Ba, relacionado a todas essasfases. A associao desses elementos fase trocvelno compartimento das ilhas, confirma a relaoexistente entre a atividade mineira/mineralizao e oincremento dessas concentraes, configurando-secomo uma situao merecedora de maiores cuidados.

A extrao total revelou resultados satisfatrioscom relao extrao seqencial para Pb, Cr e Fe, oque pode ser atribudo a heterogeneidades nosconstituintes dos substratos nos dois compartimentosda Baa de Camamu.

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Received: January 07, 2008Accepted: April 30, 2009