Distribuição de poluição difusa por sedimentos urbanos em áreas impermeáveis em Porto Alegre

Abstract

Metais pesados são subprodutos de atividades industriais, porém nos últimos anos os estudos têm demonstrado que mesmo em áreas não industriais, tem-se encontrado altas concentrações desses elementos. Neste estudo, mediu-se as concentrações de Zn, Ni, Cd e Pb em 20 amostras compostas de sedimentos urbanos coletadas em uma bacia hidrográfica urbana de 4,85 km² com três tipos de uso do solo (comercial/residencial, comercial e industrial), na cidade de Porto Alegre – RS. As concentrações foram determinadas por digestão ácida (EPA 3050) das frações 209, 150, 90, 63 e 45 μm seguida de espectrofotometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente. As concentrações dos metais estudados foram interpoladas e representadas geograficamente utilizando Idrisi© Andes e os resultados mostram que as maiores concentrações estão localizadas na parte comercial e comercial/residencial da área de estudo, caracterizada por apresentar alto fluxo veicular na maior parte do dia, sendo considerada uma fonte potencial destes metais. Todas as concentrações estiveram acima dos valores tomados como background local e o uso do solo de cada área não representou nenhuma diferença estatística significativa (Test de Kruskall-Wallis, α = 0.05) em relação às concentrações encontradas. As concentrações foram ajustadas mediante modelos matemáticos com o diâmetro da partícula (μm), determinando que o melhor modelo para o Zn, Pb e Ni foi o exponencial e para o Cd foi o potencial. Análises mineralógicas mostraram a predominância de minerais como quartzo e feldspatos, além de minerais carbonatados, argilominerais e óxidos de ferro e manganês; o qual pode explicar a afinidade dos metais pesados pelas partículas de sedimentos urbanos. As amostras de sedimentos analisadas apresentam uma alta porcentagem de fração < 63 μm, na qual se encontram, na sua maior parte, adsorvidos os metais pesados, independentemente do local de origem da amostra; confirmando a forte correlação existente entre o tamanho da partícula e a concentração do metal. Estes resultados confirmam a presença de uma carga de poluição difusa associada ao transporte de metais pesados em sedimentos depositados em áreas urbanas impermeáveis na cidade de Porto Alegre, a qual pode impactar negativamente a saúde humana e os ecossistemas aquáticos do lago Guaíba, devido a que estes sedimentos são arrastados pelos sistemas de drenagem a este importante corpo de água da cidade.

Heavy metals are subproducts of industrial activities; however, in recent years, studies have shown that even in non-industrial areas, elevated concentrations of these elements have been found. In this study, Pb, Cd, Ni and Zn concentrations were measured in 20 composite samples of urban sediments collected in an urban hydrographic watershed of 4.85 km² with three types of soil use (commercial/residential, commercial and industrial) in the city of Porto Alegre, RS, Brazil. Concentrations were determined by acid digestion (EPA 3050) of the 209 μm, 150 μm, 90 μm, 63 μm and 45 μm fractions followed by atomic emission spectrophotometry with inductively coupled plasma. Concentrations of the metals studied were interpolated and represented geographically using Idrisi© Andes. Results show that the greatest concentrations are located in the commercial and commercial/residential part of the study area, characterized as presenting high vehicle flow most of the day, with this being considered a potential source of all theses metals. All concentrations were above that of the local background and the soil´s use not represented any statistical difference (Kruskall – Wallis Test, α = 0.05) with the founded concentrations. Metals concentrations were correlated with the particle diameters (μm), the best models were exponential for Zn, Pb and Ni, and potential model for Cd. Mineralogical analysis showed presence of quartz and feldspar, carbonated minerals, clay minerals and iron and manganese; which can explain the affinity of heavy metals by particles of urban sediments. The analyzed samples of sediments showed high percentage of the fraction < 63μm, in which, is sorved the most quantity of heavy metals, independently of the monitoring sample point, confirming the high correlation between the particle size and metal´s concentrations. These results prove the presence of a load of associated diffuse pollution to the heavy metals transport in sediments deposited in impervious urban areas in the city of Porto Alegre, which could be harmful to the human health and to the aquatic ecosystems of the Guaíba lake, due these sediments are dragged by the draining systems to this important freshwater body´s city.