Physico-chemical variability and heavy metal pollution of surface sediment in a non-channeled section of Dilúvio Stream (Southern Brazil) and the influence of channeled section in sediment pollution

Abstract

Dilúvio Stream flows through an area with a great population density in Porto Alegre, Southern Brazil. The anthropogenic influence in the surroundings impacted negatively the quality of the sediments of Dilúvio Stream and Lake Guaíba. This study evaluated the physico-chemical variability of surface sediments in a non-channeled section of Dilúvio Stream. Additionally, we compared the concentration of several heavy metals in this section with data from previous studies in the margins of Lake Guaíba near the outflow of Dilúvio Stream in order to evaluate the impact of urbanization on sediment pollution. The pH, bulk density, particle-size distribution, electrical conductivity, organic carbon, assimilable phosphorus, total nitrogen, mineralogical composition (X-ray diffractogram) and pseudo total concentration of several metals (Fe, Al, Ca, Mg, Na, K, Mn, Ba, Zn, V, As, Pb, Cu, Cr, Co, Ni, Cd, Mo, and Se) were evaluated. The results showed that the sediments in the non-channeled section of Dilúvio Stream are predominantly sandy, with heavy metal contents below the quality reference values. Quartz and feldspar predominated in all sites. The concentration of Zn, Pb, Cu, Cr, and Ni were lower than that observed in the margins of Lake Guaíba near the outflow of Dilúvio Stream, possibly due to pollution input throughout the channeled section. The Dilúvio Stream shows indications of an anthropogenic influence in the heavy metals concentration through the channeled area.

O Arroio Dilúvio percorre uma área com grande densidade populacional em Porto Alegre, sul do Brasil. A influência antrópica no entorno impacta negativamente na qualidade dos sedimentos do Arroio Dilúvio e do Lago Guaíba. O objetivo do trabalho foi avaliar a variabilidade físico-química em sedimentos superficiais do Arroio Dilúvio. Adicionalmente, comparou-se a concentração de vários metais na seção com estudos prévios das margens do Lago Guaíba, próximo à foz do Dilúvio, para avaliar o impacto da urbanização na poluição dos sedimentos por metais pesados. Avaliou-se pH, densidade aparente, granulometria, condutividade elétrica, carbono orgânico, fósforo assimilável, nitrogênio total, composição mineralógica (difratometria de raio X) e concentração pseudo total diversos metais (Fe, Al, Ca, Mg, Na, K, Mn, Ba, Zn, V, As, Pb, Cu, Cr, Co, Ni, Cd, Mo e Se). Os resultados demonstram que os sedimentos são predominantemente arenosos, com níveis de poluição por metais pesados abaixo dos valores de referência de qualidade. Quartzo e feldspato predominaram em todos os pontos. A concentração de Zn, Pb, Cu, Cr e Ni foram menores do que as observadas nas margens do Lago Guaíba próximos a foz do Dilúvio, possivelmente devido à presença de fontes de poluição na área canalizada. O Arroio Dilúvio mostra indicações de influência antrópica na concentração de metais pesados através da área canalizada.