ads:
RENATO GOMES SOBRAL BARCELLOS
DESCARGA DE
´
AGUA SUBTERR
ˆ
ANEA E FLUXO DE ELEMENTOS
EM AMBIENTES DE MANGUEZAL. BA
´
IA DE SEPETIBA, RJ
Tese de doutorado appresentada ao Curso de
P´os-Gradua¸c˜ao em Geoqu´ımica da Universi-
dade Federal Fluminense, como requisito par-
cial para obten¸c˜ao de Grau de Doutor.
´
Area de
Concentra¸c˜ao: Geoqu´ımica Ambiental.
Orientador: Prof.Dr. Emmanoel Vieira da Silva Filho
Niter´oi
2006
ads:
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
RENATO GOMES SOBRAL BARCELLOS
DESCARGA DE
´
AGUA SUBTERR
ˆ
ANEA E FLUXO DE ELEMENTOS
EM AMBIENTES DE MANGUEZAL. BA
´
IA DE SEPETIBA, RJ
Tese de doutorado appresentada ao Curso de
P´os-Gradua¸c˜ao em Geoqu´ımica da Universi-
dade Federal Fluminense, como requisito par-
cial para obten¸c˜ao de Grau de Doutor.
´
Area de
Concentra¸c˜ao: Geoqu´ımica Ambiental.
Aprovada em
BANCA EXAMINADORA
P rof.Dr. EMMANOEL V IEIRA DA SILV A − F ILHO − Orientador
UFF
Dr. F RANCISCO F ERN AN DO LAM EGO SIM
˜
OES F ILHO
IRD - RJ
P rof.Dr. ALV ARO RAMON COELHO OV ALLE
UENF
P rof.Dra. P AT R
´
ICIA F LO RIO MOREIRA T URCQ
IRD - FRANCA / UFF
P rof.Dr. BAST IAAN ADR IAAN KNOP P ERS
UFF
P rof.Dr. JULIO C
´
ESAR DE F ARIA ALV IM W ASSERMAN
PGCA - UFF
ads:
Ao Guido, com carinho pelos in´umeros momen-
tos n˜ao compartilhados,
`
A Lucilene pelo dif´ıcil caminho percorrido at´e
aqui na expectativa de melhores momentos sem
nunca esmorecer.
”O mar ´e a fonte da ´agua, ´e a fonte do vento,
pois nas nuvens, ˜ao haveria a for¸ca do vento
que sopra para fora, sem o grande mar, nem as
correntes dos rios, nem a ´agua chuvosa do ´eter.
´
E o grande mar que engendra as nuvens, ventos
e rios.”
(Xen´ofanes de Colof˜ao, 570–528 A.C)
RESUMO
Este trabalho discute os processos hidrogeoqu´ımicos decorrentes da intera¸c˜ao dos
fluxos de ´agua subterrˆanea continentais no ambiente de manguezal. Foram instalados
4 po¸cos piezom´etricos no manguezal da
´
Area de Prote¸c˜ao Ambiental da Praia da Brisa
(ba´ıa de Sepetiba, RJ) respeitando-se a compartimenta¸c˜ao geobotˆanica. Foram cole-
tadas amostras de ´agua subterrˆanea durante dez meses do ano de 2003 nos per´ıodos
de mar´e baixa. Foram determinados c´ations e ˆanios maiores (Na
+
, K
+
, Mg
2+
, Ca
2+
,
Cl
−
, SO
2−
4
, HCO
−
3
), condutividade el´etrica, pH, Eh, carbono orgˆanico dissolvido, sulfeto,
SiO
2
-Si, PO
4
-P, Al, Ba, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zi. Os resultados demonstraram que a
´agua subterrˆanea apresenta vaia¸c˜oes composicionais relacionadas `as f´acies geobotˆanicas
possibilitando seu agrupamento em quatro comportamentos gerais quanto `a sua varia¸c˜ao
espacial: (1) que apresenta enriquecimento ou empobrecimento ao longo do perfil (P4
at´e P1) geobotˆanico; (2)um segundo grupo que n˜ao apresenta uma rela¸c˜ao `as f´acies geo-
botˆanicas, permanecendo seus valores pr´oximos e com amplitudes semelhantes; (3) um
terceiro grupo caracterizado por apresentar anomalias facilmente identific´aveis em um ou
mais piezˆometros denotando um comportamento particular a uma ou mais f´acies e, por
fim, o ´ultimo grupo, (4) que apresenta uma grande mudan¸ca ao longo do perfil provocado
pela grande diferen¸ca na for¸ca iˆonica. Os processos controladores dos comportamentos
dos principais elementos em subsuperf´ıcie s˜ao: a varia¸c˜ao da for¸ca iˆonica; ao longo das
f´acies geobotˆanicas e o processo de degrada¸c˜ao da mat´eria orgˆanica com a forma¸c˜ao de
sulfetos de ferro.
Palavras-chave: Processo hidrogeoqu´ımico, ´agua subterrˆanea, manguezal, ba´ıa de Se-
petiba, fluxos
ABSTRACT
This work discusses hidrogeochemical processes that result from the interaction of
groundwater with mangrove environments. Four wells were installed at the mangrove of
´
Area de Prote¸c˜ao Ambiental da Praia da Brisa (Sep etiba Bay, Rio de Janeiro), respecting
the geobotanical compartments. Groundwater samples were collected during 10 months
of the year of 2003, at low tide periods. Major cations and anions were determined Na
+
,
K
+
, Mg
2+
, Ca
2+
, Cl
−
, SO
2−
4
, HCO
−
3
) as well as electric conductivity, pH, Eh, organic
dissolved carbon, sulfides, SiO
2
-Si, PO
4
-P, Al, Ba, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn. Results
showed that groundwater presents comp ositional variations related to geobotanical facies.
Thus they could be divided in four compartments regarding their spacial variability: (1)
the first group presents enrichment or impoverishment along the geob otanical profile (P1
to P4); (2) this second group doesn’t present relation to geobotanical facies, its values
remain close to each other with similar amplitudes; (3) the third group is characterized
for presenting anomalies in one or more wells, showing a particular behavior to one or
more facies; (4) the fourth and last group presents a grate change along the profile that
comes from the difference on ionic force. The processes that control the behavior of the
major elements at subsurface are: the variation of ionic force, geobotanical facies and the
degradation of organic matter which results in formation of iron sulfides.
SUM
´
ARIO
Lista de Figuras
Lista de Tabelas
1 Introdu¸c˜ao 17
1.1 Conceitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.1.1 A Zona Costeira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.1.2
´
Aguas Subterrˆaneas e Zona Costeira . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.1.3 Estu´arios Subterrˆaneos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.1.4 Estu´arios Subterrˆaneos em Manguezais . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.1.5 F´acies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.1.6 Processos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.1.7 Modelagem Geoqu´ımica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.2 Justificativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.3 Objeto Geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.4 Objetivos Espec´ıficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2
´
Area de Estudo 48
2.1 Aspectos Fisiogr´aficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.2 Aspectos Geol´ogicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Radioatividade em Sepetiba . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.3 Locais de Amostragem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3 Materiais e M´etodos 58
3.1 Georeferenciamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2 Amostragem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.2.1
´
Aguas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.2.2 Sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.3 An´alises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3.1
´
Aguas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3.2 Sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.3.3 Estat´ıstica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4 Resultados e Dicuss˜ao 67
4.1 Caracter´ısticas F´ısicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.1.1 Topografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.1.2 Precipita¸c˜ao Acumulada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.1.3 Perfil Sedimentar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.2 Hidrogeoqu´ımica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.2.1 Compartimenta¸c˜ao Hidrogeoqu´ımica . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.2.2 Precipita¸c˜ao Acumulada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.2.3 Estat´ıstica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.3 Processos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
4.3.1 Processos relativos `a for¸ca iˆonica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.3.2 Processos relativos `a degrada¸c˜ao da mat´eria orgˆanica . . . . . . . . 119
4.4 Fluxos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
4.4.1 Limita¸c˜oes do C´alculo do Fluxo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5 Conclus˜oes 133
6 Referˆencias Bibliogr´aficas 135
7 Apˆendice 142
LISTA DE FIGURAS
1 Fatores de controle composicionais da ´agua em sub-superf´ıcie durante o
ciclo hidrol´ogico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2 F´acies hidrogeoqu´ımicas de uma zona costeira hipot´etica em regi˜oes ´umidas. 33
3 C´alculo da Atividade Iˆonica a partir das Eq¨ua¸c˜oes de Pitzer, Debye-Huckel,
Davis e Truesdell-Jones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4 C´alculo da Atividade Iˆonica a partir das Eq¨ua¸c˜oes de Pitzer, Debye-Huckel,
Davis e Truesdell-Jones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5 Vista do porto de Itagua´ı, Ba´ıa de Sepetiba, RJ . . . . . . . . . . . . . . . 49
6 Localiza¸c˜ao da APA da praia da Brisa, Sepetiba, RJ . . . . . . . . . . . . 50
7 Imagem do sat´elite Ikonos da localiza¸c˜ao da APA da Brisa, Ba´ıa de Sepe-
tiba, RJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8 Precipita¸c˜ao m´edia (mm) nas esta¸c˜oes pluviom´etricas de Santa Cruz, Se-
petiba e Guaratiba no ano de 2003 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
9 Imagem do sat´elite Ikonos do Perfil geomorfol´ogico-geobotˆanico . . . . . . 53
10 Estrutura esquem´atica do perfil geomorfol´ogico-geobotˆanico da ´area de es-
tudo, APA da Brisa, enseada das Gar¸cas, ba´ıa Sepetiba, RJ . . . . . . . . 53
11 Imagem do satlite Ikonos da localiza¸c˜ao dos locais de amostragem de ´agua
subterrˆanea (1), ´agua do mar (1) e de rio (2) . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12 Imagem Ikonos com a localiza¸c˜ao pontos de amostragem amostragem em
rela¸c˜ao ao perfil geom´orfico-geobotˆanico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
13 Retirada de um testemunho do manguezal interno. . . . . . . . . . . . . . 61
14 N´ıveis piezom´etricos dos piezˆometros determinados durante a amostragem
em rela¸c˜ao ao n´ıvel topogr´afico do terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
15 Precipita¸c˜oes acumuladas em per´ıodos de 7, 14 e 21 dias . . . . . . . . . . 70
16 Precipita¸c˜oes acumuladas em per´ıodos de 28, 35, 42 e 49 dias . . . . . . . . 70
17 Precipita¸c˜oes acumuladas em per´ıodos de 56, 63 e 70 dias . . . . . . . . . . 71
18 Diferen¸ca piezom´etrica entre os P4 e P1 em rela¸c˜ao `a sua distˆancia com-
parada `as precipita¸c˜oes acumuladas de 28, 35, 42 e 49 dias . . . . . . . . . 72
19 N´ıveis de mar´e estimados em rela¸c˜ao `a mesma hora de coleta das amostra
de ´agua subterrˆanea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
20 Cotas piezom´etricas (m) determinadas no campo e n´ıveis de mar´e estimados
para os piezˆometros P1 e P2 no momento da amostragem. . . . . . . . . . 74
21 Cotas piezom´etricas (m) determinadas no campo e n´ıveis de mar´e estimados
para os piezˆometros P3 e P4 no momento da amostragem. . . . . . . . . . 75
22 Granulometria (% finos), teor de ´agua, porcentual de mat´eria orgˆanica,
densidade aparente e concentra¸c˜ao de ferro do testemunho Ap . . . . . . . 78
23 Determina¸c˜ao de f´acies a partir da granulometria (% finos) do testemunho
do apicum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
24 Ac´umulo de ´agua na superf´ıcie do apicum devido ao alto percentual de finos 81
25 Gastr´opodes e bivalves encontrados no estrato de 85cm a 125cm. . . . . . . 82
26 Granulometria (% finos) nos 85,5cm iniciais dotestemunho retirado do api-
cum neste estudo comparado ao testemunhos retirados por Wasserman et
al. (2001) no manguezal externo e na plan´ıcie de lama . . . . . . . . . . . 83
27 Precipita¸c˜ao de sais na superf´ıcie dos sedimentos na f´acie apicum da ´area
de estudo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
28 Resultados de Eh (V) e COD (mg.L
−1
) das amostras de ´agua subterrˆanea
dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
29 Resultados de Condutividade el´etrica (CE) e pH das amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
30 Resultados de Condutividade el´etrica (CE) e concentra¸c˜oes de Mg das
amostras de ´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . 91
31 Resultados das concentra¸c˜oes de de Na e Cl determinados nas amostras de
´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . . . 92
32 Resultados das concentra¸c˜oes de Ca e SO
4
determinados nas amostras de
´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . . . 93
33 Resultados das concentra¸c˜oes de Mn determinados nas amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
34 Resultados de pH e concentra¸c˜oes de SiO−2-Si determinados nas amostras
de ´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . 96
35 Resultados das concentra¸c˜oes de Al e Cr determinados nas amostras de
´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . . . 97
36 Resultados das concentra¸c˜oes de sulfetos e Fe determinados nas amostras
de ´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . 99
37 Resultados das concentra¸c˜oes de As determinados nas amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
38 Resultados das concentra¸c˜oes de PO
4
e Ba determinados nas amostras de
´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . . . 101
39 Resultados das concentra¸c˜oes de Pb e Ni determinados nas amostras de
´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados . . . . . . . . . . . . . . . . 102
40 C´alculo aproximado da densidade da ´agua dos piezˆometros pelo software
CTD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
41 Correla¸c˜ao entre a salinidade determinada e a densidade calculada . . . . . 110
42
´
Indice de satura¸c˜ao da dolomita em rela¸c˜ao `a calcita calculado pelo pro-
grama PHRQPITZ a partir das amostras de ´agua dos piezˆometros . . . . . 111
43 Rela¸c˜oes de estabilidade dos carbonatos de c´alcio e magn´esio `a 25
o
C e 1
bar de press˜ao em fun¸c˜ao da press˜ao do CO
2
e mCa
2+
/mMg
2+
. . . . . . . 114
44 Distribui¸c˜ao espa¸co-temporal do ´ındice de desequil´ıbrio mineral da anidrita
em rela¸c˜ao ´ındice de desequil´ıbrio mineral do gypsum ao longo do perfil de
amostragem em rela¸c˜ao aos meses do ano de 2003 . . . . . . . . . . . . . . 114
45 Varia¸c˜ao das concentra¸c˜oes de b´ario, ferro e mangaˆes nospiezˆometros amo-
strados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
46 Distribui¸c˜ao de Ce/Ce
∗
nos piezˆometros no per´ıodo estudado em 2003 . . . 122
47 Rela¸c˜ao entre a concentra¸c˜ao de cloretos e δ18O. . . . . . . . . . . . . . . . 123
48 Modelo representativo dos processos que caracterizam a ´area de estudo . . 125
49 Fluxos m´edios em g.d
−1
estimados para P, Si, C, Fe, Mn e Ba entre os
piezˆometros P4 e P1 no manguezal da APA da Praia da Brisa, Enseada
das Gar¸cas, Sepetiba, RJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
LISTA DE TABELAS
1 Compara¸c˜ao das caracter´ısticas dos Estu´arios Superficiais e Estu´arios Sub-
terrˆaneos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2 Abundˆancias dos ETR utilizadas para a normaliza¸c˜ao . . . . . . . . . . . . 36
3 C´alculo das anomalias do Ce e Eu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4 Eq¨ua¸c˜oes de c´alculo da atividade iˆonica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5 Georeferenciamento dos locais de amostragem . . . . . . . . . . . . . . . . 58
6 Cotas altim´etricas relativas a P1 dos piezˆometros de amostragem . . . . . . 67
7 N´ıveis piezom´etricos determinados nos piezˆometros de amostragem . . . . . 68
8 Descri¸c˜ao das unidades litol´ogicas e padr˜ao de cores do testemunho da f´acie
Apicum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
9 An´alise de componentes principais dos parˆametros determinados . . . . . . 104
10 Auto-valores da an´alise de componentes principais das amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros da APA da praia da Brisa, enseada das Gar¸cas,
Ba´ıa de Sepetiba, RJ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
11 Produto solubilidade de sulfato minerais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
12 Concentra¸c˜ao de Ba (nM) nos piezˆometros determinado neste trabalho
comparado aos resultados encontrados em po¸cos por outros autores. . . . . 118
13 Concentra¸c˜oes calculadas a partir do produto solubilidade da Σ SiO
2
(aq)
do quartzo e do polimorfo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
14 C´alculo da descarga da ´agua subterrˆanea entre os piezˆometros P4 e P1 . . 127
15 Fluxos calculados a partir da vaz˜ao determinada entre os piezˆometros P4
e P1 para P, Si, C, Fe, Mn e Ba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
16 Estat´ıstica descritiva da vaz˜ao e fluxos de P, Si, C, Fe, Mn e Ba calculados
a partir dos dados das tabelas 14 e 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
17 Compara¸c˜ao de descargas de ´agua subterrˆanea estimadas pela lei de Darcy
na zona costeira ou grandes lagos* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
18 Resultados das an´alises das amostras de ´aguas subterrˆaneas . . . . . . . . 143
19 Resultados das an´alises das amostras de ´aguas subterrˆaneas . . . . . . . . 143
20 Resultados das an´alises das amostras de ´aguas subterrˆaneas . . . . . . . . 144
Lista de abrevia¸c˜oes
APA -
´
Area de Prote¸c˜ao Ambiental
Ap - Apicum
EC - Condutividade el´etrica
ETR - Elementos terras-raras
Me - Manguezal Externo
Mi - Manguezal interno
Pl - Plan´ıcie de lama
PMI - Plan´ıcie de mar´e inferior
PMS - Plan´ıcie de mar´e superior
17
1 INTRODUC¸
˜
AO
1.1 Conceitos
1.1.1 A Zona Costeira
As designa¸c˜oes de litoral, costa, faixa costeira, faixa litoral, orla costeira, zona
costeira, zona litoral e ´area/regi˜ao costeira s˜ao utilizadas de modo indiferenciado por
especialistas de diferentes ´areas para referir por¸c˜oes do territ´orio de dimens˜oes vari´aveis,
na interface entre o continente e o oceano. Neste estudo estes termos ser˜ao intercambi´aveis
entre si. Neste contexto a complexidade - dos processos e das respostas dos sistemas -
que envolve o sistema costeiro se restringir´a `a sua sensibilidade, ao seu dinamismo, `a
sua importˆancia econˆomica e ecol´ogica, `a ocorrˆencia de conflitos entre a utiliza¸c˜ao e o
equil´ıbrio natural, `a press˜ao antropogˆenica exercida e `a necessidade de promover seu
uso sustent´avel. Assim, torna-se fundamental o entendimento dos processos geoqu´ımicos
relacionados `a zona costeira a fim de subsidiar informa¸c˜oes para auxiliar nos processos de
gest˜ao e tomadas de decis˜ao.
Partindo da premissa de que a zona costeira pode ser entendida como a interface
entre o continente e o oceano, utilizaremos o conceito da zona costeira como um cont´ınuo
dos sistemas aq¨u´aticos incluindo as redes de rios, estu´arios, a franja costeira do mar, a
plataforma continental e a vertente costeira. Neste contexto, resgataremos aqui algumas
caracter´ısticas que ressaltam a importncia da zona costeira (BUDDEMEIER, 1996): (1)
Compreende cerca de 20% da superf´ıcie da Terra e cerca de 50% da popula¸c˜ao humana;
18
(2) Cerca de 70 % das cidades com mais de 1,6 milh˜oes de habitantes est˜ao na faixa
costeira; (3) responde por 90% da produ¸c˜ao pesqueira global e ´e respons´avel por cerca de
25% da produtividade biol´ogica global; (4)´e o maior s´ıtio dos processos biogeoqu´ımicos
dos nutrientes;
O trabalho desenvolvido por Constanza (1997) abordou um outro aspecto impor-
tante: o de valora¸c˜ao econˆomica dos ecossistemas. Rebatendo o senso comum de que o
estoque de capital natural e seu valor econˆomico sejam infinitos, os autores calcularam
os valores incrementais ou marginais de alguns servi¸cos desempenhados pelos sistemas
ecol´ogicos tais como: ciclagem de nutrientes, controle biol´ogicos, produ¸c˜ao de alimentos,
recursos gen´eticos, recrea¸c˜ao, ref´ugio, regula¸c˜ao do clima, regula¸c˜ao de dist´urbios, dentre
outros.
Atrav´es desta abordagem os autores calcularam o valor m´edio anual dos servi¸cos
dos ecossistemas. Os ambientes costeiros foram calculados com uma ´area aproximada
de 3.102 x 10
6
ha que desempenham fun¸c˜oes como regula¸c˜ao ambiental, ciclagem de nu-
trientes, controle biol´ogico, habitat e ref´ugio de esp´ecies, produ¸c˜ao de alimentos, recrea¸c˜ao,
dentre outros, totalizando um valor da ordem de US$ 4.052,00 anuais por ha (valores de
1994) e um valor global de US$ 12.568,00 x 10
9
por ano. Contrastante com os valores
relativos aos manguezais que levaram em considera¸c˜ao uma ´area aproximada de 165 x 10
6
ha onde estes ecossistemas desempenham fun¸c˜oes na regula¸c˜ao ambiental, na ciclagem
de nutrientes, no controle biol´ogico, no habitat e no ref´ugio de esp´ecies, na produ¸c˜ao de
alimentos, na recrea¸c˜ao, dentre outros totalizando um valor da ordem de US$ 9.990,00
a US$ 19.580,00 anuais por ha (valores de 1994) e um valor global entre US$ 1.648,00 a
US$ 3.231,00 x 10
9
por ano.
Estes aspectos econˆomicos da zona costeira e dos manguezais somam-se aos as-
pectos geoqu´ımicos definindo o grau de importˆancia que os manguezais alcan¸cam hoje
em dia. No que concerne a este trabalho, o fato da zona costeira ser respons´avel pela
altera¸c˜ao do comportamento e do fluxo de diversos elementos e apresentar caracter´ısticas
19
geoqu´ımicas distintas dos compartimentos que a cercam, transforma-a em objeto de es-
tudo para o entendimento dos processos referentes aos impactos das atividades antr´opicas
na altera¸c˜ao composicional das ´aguas costeiras globais. Esta concep¸c˜ao foi amplamente
desenvolvida pela Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone - LOICZ (LOICZ,1996)
objetivando o entendimento dos processos geoqu´ımicos na zona costeira relacionados com
a gera¸c˜ao de produtividade prim´aria, mat´eria orgˆanica e sumidouro de nutrientes.
1.1.2
´
Aguas Subterrˆaneas e Zona Costeira
O desenvolvimento de estudos da intera¸c˜ao continente-oceano direcionou ao recon-
hecimento do papel da ´agua subterrˆanea como um dos principais agentes respons´aveis
nos processos geoqu´ımicos na mistura das ´aguas continentais e oceˆanicas. Como exemplo,
podem ser citados os trabalhos de Ridd; Sam (1997), Shaw; Moore (1998) e Simmons Jr.
(1992).
Zeltser (1996) afirma que a ´agua subterrˆanea formada no continente e descarre-
gada na zona costeira nos mares e oceanos, em muitos casos afeta consideravelmente a
hidroqu´ımica, a hidrobiologia e a varia¸c˜ao da temperatura da ´agua do mar na zona costeira
podendo interfirir, inclusive, nos processos de sedimenta¸c˜ao. Seguindo este racioc´ınio, o
autor relata que em escala global os fluxos de ´agua subterrˆanea s˜ao determinantes no
balan¸co de sais e ´agua de alguns mares no mundo.
Zeltser (1996) cita que as principais quest˜oes e objetivos no estudo da intera¸c˜ao
entre a ´agua subterrˆanea e a ´agua do mar est˜ao relacionadas `a coleta e an´alise de da-
dos mundiais dispon´ıveis sobre a intera¸c˜ao da ´agua subterrˆanea continental e do mar
nas zonas costeiras de forma que se possa gerar e desenvolver m´etodos para estimar
quantitativamente a descarga da ´agua subterrˆanea nos mares e oceanos, incluindo ob-
serva¸c˜oes experimentais e de campo nos oceanos. Tendo esta base de informa¸c˜oes e
dados pode-se desenvolver modelos das zonas costeiras com as condi¸c˜oes hidrogeol´ogicas
e hidrodinˆamicas da inter-rela¸c˜ao da ´agua subterrˆanea e marinha bem como desenvolver
20
modelos matem´aticos da intera¸c˜ao da ´agua subterrˆanea e do mar sob v´arias condi¸c˜oes
hidrogeol´ogicas e hidroqu´ımicas da inter-rela¸c˜ao da ´agua subterrˆanea e marinha. Al´em
do exposto ressaltamos: (1) a importˆancia do papel desempenhado por cada ambiente ou
ecossistema da zona costeira na composi¸c˜ao e assinatura geoqu´ımica e/ou isot´opica da
´agua subterrˆanea antes de sua descarga no mar; (2) dos diferentes f´acies sedimentares que
atuam separadamente na matriz composicional da ´agua subterrˆanea nestes ambientes e
na forma¸c˜ao do fluxo relacionado `a anisotropia de cada f´acie; (3) da avalia¸c˜ao dos dados
gerados e se possibilitam a constru¸c˜ao de modelos hidrogeoqu´ımicos que avaliem o impac-
tacto antr´opico; (4) dos c´alculos dos fluxos e da qualidade da ´agua, para a determina¸c˜ao
de estudos de monitoramento da ´agua subterrˆanea e seu impacto nas zonas costeiras.
Para se atingir estes objetivos e entender os processos geoqu´ımicos relacionados `a
intera¸c˜ao da ´agua subterrˆanea com a ´agua do mar ´e importante a identifica¸c˜ao de um
marco te´orico que possibilite a sistematiza¸c˜ao do conhecimento. Desta forma, o trabalho
de Moore(1999) fornece bases para os estudos da intera¸c˜ao da ´agua subterrˆanea com a
´agua do mar na zona de mistura, onde as caracter´ısticas hidrogeoqu´ımicas se assemelham
`a de um estu´ario. Esta intera¸c˜ao o autor conceituou de estu´arios subterrˆaneos
1.1.3 Estu´arios Subterrˆaneos
Para Moore (1999), um estu´ario subterrˆaneo pode ser entendido como: aq¨u´ıfero
costeiro onde a ´agua subterrˆanea derivada da drenagem continental dilui a ´agua do mar
que invade o aq¨u´ıfero atrav´es da conex˜ao livre com o oceano. Esta conceitua¸c˜ao ´e baseada
pelo autor na conceitua¸c˜ao de Pritchard (1967) para estu´arios: corpo de ´agua costeira
semi-fechada com conex˜ao livre com o oceano aberto onde a ´agua do mar ´e diluida com a
´agua doce derivada da drenagem continental.
Para Moore(1999), a rela¸c˜ao estabelecida na estrutura¸c˜ao do conceito deriva da
concep¸c˜ao de que os estu´arios subterrˆaneos apresentam importantes caracter´ısticas dos
estu´arios superficiais. Pode ser citado por exemplo, o fato das rea¸c˜oes qu´ımicas da mis-
21
tura de ´aguas e dos s´olidos dos aq¨u´ıferos modificarem a composi¸c˜ao do fluido bem como
as part´ıculas fluviais e sedimentos em suspens˜ao modificarem a composi¸c˜ao das ´aguas
estuarinas superficiais. Tamb´em ´e fato que nos estu´arios superficiais, os transportes de
solutos, col´oides, part´ıculas em suspens˜ao dos rios e rea¸c˜oes durante a mistura das ´aguas
dos rios e do mar desempenham o principal papel nos ciclos biogeoqu´ımicos de diversos
elementos inorgˆanicos nos oceanos.
A intera¸c˜ao das ´aguas subterrˆaneas com os oceanos se caracteriza basicamente pela
ocorrˆencia de dois processos opostos e n˜ao equivalentes: o da descarga da ´agua subterrˆanea
no mar e da intrus˜ao marinha nos aq¨u´ıferos costeiros. Esta inter-rela¸c˜ao ´e influenciada
diretamente pela altera¸c˜ao do uso do solo e ocupa¸c˜oes irregulares na zona costeira, que
resultam na impermeabiliza¸c˜ao do solo e na super-explora¸c˜ao dos aq¨u´ıferos costeiros.
A demanda de ´agua subterrˆanea pelas comunidades costeiras tˆem intensificado a
intrus˜ao da ´agua do mar nos aq¨u´ıferos subterrˆaneos devido ao decr´escimo do seu n´ıvel
piezom´etrico. Esta altera¸c˜ao do quadro natural hidrogeol´ogico pode ocasionar a dimi-
nui¸c˜ao da vaz˜ao da ´agua subterrˆanea, a degrada¸c˜ao da sua qualidade e/ou a saliniza¸c˜ao
devido `a contamina¸c˜ao pela ´agua do mar. Vengosh; Rosenthal (1994) identificaram cinco
principais processos de saliniza¸c˜ao em Israel, dentre outros:
1. a intrus˜ao marinha, propriamente dita, no aq¨u´ıfero costeiro;
2. a evapora¸c˜ao da ´agua do mar;
3. a dissolu¸c˜ao de sais sol´uveis;
4. a intera¸c˜ao ´agua-rocha.
A degrada¸c˜ao da ´agua subterrˆanea em Israel ´e um reflexo direto do fenˆomeno da
saliniza¸c˜ao e ´e causado por processos naturais. Nexte contexto, o autor aponta a altera¸c˜ao
no balan¸co hidrol´ogico natural como o principal fator de deteriora¸c˜ao da qualidade dos
recursos h´ıdricos no pa´ıs. A altera¸c˜ao do regime h´ıdrico da regi˜ao costeira e as flutua¸c˜oes
22
dos n´ıveis de mar´e causam movimentos intermitentes de entrada e sa´ıda de ´agua salgada no
aq¨u´ıfero resultando numa larga zona de difus˜ao Buddmeier (1996). Melloul; Goldenberg
(1998) estudaram o comportamento da zona de difus˜ao em po¸cos contaminados em Israel
comparando-os com po¸cos contaminados na L´ıbia, com a ´agua do mar Morto e do mar
Mediterrˆaneo. Os autores conclu´ıram que o processo de contamina¸c˜ao pode se apresentar
em trˆes est´agios diferentes:
1. a composi¸c˜ao da ´agua subterrˆanea permanece relativamente est´avel com um pequeno
incremento de salinidade;
2. o segundo est´agio apresenta flutua¸c˜oes revers´ıveis de salinidade e,
3. no terceiro e ´ultimo est´agio de contamina¸c˜ao, ocorre um forte aumento irreverss´ıvel
a curto e m´edio prazo.
Custodio (1982, apud ZELTSER, 1996) aponta que a cont´ınua substitui¸c˜ao da ´agua
doce subterrˆanea pela ´agua salina particularmente na por¸c˜ao submarina dos aq¨u´ıferos
profundos, ´e respons´avel p elas mudan¸cas no balan¸co da ´agua subterrˆanea e, ´e necess´ario
consider´a-la nos c´alculos e estimativas dos recursos h´ıdricos subterrˆaneos. Um importante
aspecto da pesquisa ´e o estudo da intera¸c˜ao dos processos f´ısico-qu´ımicos pertinentes `as
diferentes composi¸c˜oes resultantes da mistura da ´agua subterrˆanea com a ´agua do mar.
As altera¸c˜oes composicionais da ´agua subterrˆanea nos aq¨u´ıferos costeiros podem
ser investigadas atrav´es da altera¸c˜ao das assinaturas geoqu´ımicas e isot´opicas da ´agua
subterrˆanea durante seu contato com a ´agua do mar. A caracter´ıstica conservativa de
determinados elementos acabam por provocar seu enriquecimento nos fluidos de ´aguas nos
estu´arios subterrˆaneos Moore(1999). Por outro lado, ocorre tamb´em o enriquecimento de
nutrientes como o nitrogˆenio (N) e o f´osforo (P) que se apresentam como respostas diretas
das perturba¸c˜oes naturais pelos processos antr´opicos
Estudos de diveros autores (SIMMONS JR. (1992), LOICZ (1996), SHAW; MOORE
(1998), MOORE(1999), WINDOM (2003), CHARETTE; CHOLKOVITZ (2006), RIDD;
23
SAM; HOLLINS (1997)) investigaram o comportamento de alguns nutrientes e de elemen-
tos tra¸cadores. O comportamento identificado permitiu n˜ao s´o a identifica¸c˜ao e o c´alculo
dos fluxos de ´agua subterrˆanea para o oceano como tamb´em o estudo da flutua¸c˜ao da
zona de mistura entre o oceano e as ´aguas subterrˆaneas continentais. As investiga¸c˜oes
geoqu´ımicas contribuiram para a constru¸c˜ao do conceito de estu´arios subterrˆaneos que
tˆem como marco te´orico-conceitual o trabalho de Moore(1999). O autor apresenta toda a
estrutura conceitual comparativa de estu´arios subterrˆaneos com os estu´arios superficiais
que permite o entendimento dos mecanismos de fluxos, da estrat´egia para determina¸c˜ao
da importˆancia do fluxo, dos efeitos da varia¸c˜ao do n´ıvel do mar, bem como dos efeitos
antropogˆenicos no estu´ario subterrˆaneo.
Em rela¸c˜ao aos estu´arios subterrˆaneos, Charette; Cholkovitz (2006) aponta os se-
dimentos perme´aveis como os constituintes de maior fra¸c˜ao dos sedimentos dos aq¨u´ıferos
costeiros, das zonas entre-mar´es e das plataformas continentais atrav´es do mundo, consis-
tindo primariamente de sedimentos arenosos grossos com baixa concentra¸c˜ao de mat´eria
orgˆanica. Devido a estas caracter´ısticas, os sedimentos perme´aveis facilitam mais o trans-
porte advectivo da ´agua, dos solutos dissolvidos e das part´ıculas finas em suspens˜ao, re-
sultantes da a¸c˜ao da ´agua subterrˆanea, das ondas e das mar´es. Os sedimentos perme´aveis
tipicamente apresentam preferencialmente diagˆenese qu´ımica sub-´oxica `a an´oxica como
observados em diversos dep´ositos. Desta forma, apesar dos sedimentos perme´aveis apre-
sentarem baixa concentra¸c˜ao de solutos, os fluxos de solutos para a coluna d’´agua s˜ao
grandes atingindo v´arias ordens de maginitude maiores que as taxas de fluxos dos sedi-
mentos finos.
Na tabela 1, Moore(1999) compara didaticamente as principais caracter´ısticas dos
estu´arios superficiais e dos estu´arios subterrˆaneos onde podemos identificar alguns fatores
que controlam a f´ısico-qu´ımica dos etu´arios subterrˆaneos.
O fluxo da ´agua subterrˆanea ´e dependente do grau de anisotropia natural dos
sedimentos costeiros, da varia¸c˜ao da mar´e e do regime de utiliza¸c˜ao do aq¨u´ıfero . A
24
Tabela 1: Compara¸c˜ao das caracter´ısticas dos Estu´arios Superficiais e Estu´arios Sub-
terrˆaneos.
Estu´arios Superficiais Estu´arios Subterrˆaneos
Zona de mistura entre os rios e a ´agua do mar Zona de mistura entre a ´agua mete´orica e a ´agua do mar
For¸cas da Mar´e e dos rios, circula¸c˜ao estuarina, For¸cas da mar´e e hidr´aulica, circula¸c˜ao(?)
fluxo residual do mar, curto tempo de residˆencia fluxo residual , longo tempo de residˆencia
Altas concentra¸c˜oes de part´ıculas direcionam O contato direto da ´agua com os s´olidos
para forte intera¸c˜ao ´agua-part´ıcula direcionam para forte intera¸c˜ao ´agua-part´ıcula
O n´ıvel do mar exerce o maior controle O n´ıvel do mar exerce o maior controle
O impacto humano ´e sempre significante O impacto humano ´e sempre significante
Em contato com a atmosfera, alta Sem contato com a atmosfera, baixa
concentra¸c˜ao de oxigˆenio a alta a concentra¸c˜ao de oxigˆenio
Fe e Mn oxidados (o sedimento pode ser diferente) Alto ρCO
2
, Fe e Mn podem ser reduzidos
Vida abundante e diversa A bact´eria ´e a vida prim´aria
Dominados pelos ´ıons maiores dos sais marinhos Os ´ıons maiores refletem diagˆenese
Fonte: Moore (1999)
evapora¸c˜ao da ´agua do mar em locais restritos nos sistemas costeiros resulta num meca-
nismo de refluxo e conseq¨uˆentemente no aumento da densidade da ´agua do mar isolada
ap´os a evapora¸c˜ao. O refluxo pode ocorrer em resposta diariamente, mensalmente ou `as
mudan¸cas longas do n´ıvel do mar Moore (2006).
A ´agua do mar por sua vez, pode ter seu ciclo atrav´es do aq¨u´ıfero costeiro deter-
minado pelo n´ıvel piezom´etrico continental. A mistura dos fluidos ocorre por processos
de difus˜ao e dispers˜ao; assim, os processos ao longo da interface s˜ao acentuados pela for¸ca
das mar´es atrav´es dos meios anisotr´opicos. Para Burt et al. (1987, apud MOORE, 1999)
durante a mar´e alta, a ´agua do mar entra no aq¨u´ıfero atrav´es de brechas nas unidades
confinadas e, quando em mar´e baixa, o fluxo retorna para o mar.
A cada varia¸c˜ao da mar´e, o movimento da interface da ´agua doce e do mar ´e
pequeno mas, durante a mar´e alta, a permeabilidade anisotr´opica do sedimento provoca
um fluxo preferencial da ´agua salgada ao longo dos canais de alta condutividade hidr´aulica.
A difus˜ao mistura os sais na ´agua subterrˆanea doce adjacente resultando em rea¸c˜oes
qu´ımicas. Durante a mar´e baixa, ocorre o inverso, a ´agua doce penetra ao longo dos
mesmos canais e ganha sais por difus˜ao.
25
A permeabilidade e os fluxos preferenciais podem ser modificados pelas rea¸c˜oes
qu´ımicas no aq¨u´ıfero. A precipita¸c˜ao de s´olidos po de restringir ou vedar hidraulicamente
alguns canais onde a dissolu¸c˜ao favorece o fluxo ou cria outros e, o fluxo da ´agua expelida
para o mar apresenta caracter´ısticas qu´ımicas diferentes da ´agua do mar que entrou.
A evolu¸c˜ao da zona de mistura da ´agua subterrˆanea com a ´agua do mar apresentar´a
caracter´ısticas diferentes para os diversos ambientes que comp˜oem a zona costeira. Neste
contexto, os ambientes de manguezais apresentam caracter´ısticas pr´oprias em rela¸c˜ao aos
ecossitemas costeiros onde se faz necess´ario entender o comportamento da zona de mistura
e os fatores de controle da hidrogeoqu´ımica da ´agua subterrˆanea antes de sua descarga
no oceano.
1.1.4 Estu´arios Subterrˆaneos em Manguezais
Os sedimentos dos manguezais se caracterizam por uma granulometria fina, com
dominˆancia da fra¸c˜ao s´ıltico-argilosa (<0.063 mm). A inunda¸c˜ao desses sedimentos ´e
dominada pelo fluxo e refluxo das mar´es que trazem materiais em suspens˜ao de tal forma,
que a maior parte dos manguezais apresenta taxas de acumula¸c˜ao de sedimentos da ordem
de 0,1 a 0,2 cm.ano
−1
(SMOAK; PATCHINEELAM 1999). Este processo promove o
ac´umulo de sedimentos finos fluviais e terrestres; a grande produ¸c˜ao e decomposi¸c˜ao de
serrapilheira resultam em elevadas concentra¸c˜oes de mat´eria orgˆanica nos sedimentos. A
sedimenta¸c˜ao intensa de part´ıculas finas, o ac´umulo de mat´eria orgˆanica e a alta freq¨uˆencia
de inunda¸c˜ao resultam no r´apido consumo do oxigˆenio presente nas ´aguas intersticiais dos
sedimentos. Quando os sedimentos s˜ao submersos, durante a mar´e alta, o suprimento de
oxigˆenio ´e drasticamente reduzido e em poucas horas de submers˜ao pode chegar a zero
(LACERDA, 1998). Os microorganismos aer´obicos presentes no sedimento utilizam todo o
oxigˆenio dispon´ıvel e tornam-se quiescentes ou morrem. A seguir, ocorre a prolifera¸c˜ao de
microorganismos anaer´obicos que usam compostos de carbono e produtos da degrada¸c˜ao
da mat´eria orgˆanica como substratos e os componentes oxidados de sedimentos como
26
receptores de el´etrons na respira¸c˜ao, levando-os `a forma reduzida. Neste processo, o
principal metabolismo da microbiota anaer´obica dos sedimentos ´e a sulfato redu¸c˜ao. O
subproduto desse metabolismo ´e um aumento significativo das concentra¸c˜oes de sulfetos
nas ´aguas intersticiais, que influenciam diretamente na solubilidade dos metais pesados
(LACERDA et al. 1993; HARBINSON, 1986).
Diversos s˜ao os fatores controladores dos processos geoqu´ımicos que ocorrem nos
ambientes de manguezal e que regulam diretamente a disponibilidade de elementos tra¸cos e
maiores bem como nutrientes. Um destes fatores ´e a hidrologia que determina os pro cessos
sedimentares e os processos f´ısico-qu´ımicos e biol´ogicos. Os processos f´ısico-qu´ımicos mais
determinantes s˜ao os relacionados ao controle da saliniza¸c˜ao, da acidez, da oxi-redu¸c˜ao e
da decomposi¸c˜ao da mat´eria orgˆanica.
Boto et al.(1984) apontam diversos fatores no controle ou influˆencia na produtivi-
dade e diversidade em manguezais: a geomorfologia da ´area, a varia¸c˜ao de mar´e, a entrada
de ´agua doce, dentre outros. No entanto, os mesmos autores apresentam o substrato como
um dos principais fatores de controle do sistema. Os processos hidrol´ogicos - varia¸c˜ao de
mar´e, regime pluviom´etrico e fluxo de ´aguas subterrˆaneas - no entanto, s˜ao apresentados
como preponderantes na defini¸c˜ao da zona¸c˜ao botˆanica nos ambientes de manguezais.
Por estarem entre os ecossistemas mais dinˆamicos da Terra como resultado da intera¸c˜ao
de regi˜oes continental e costeira adjacente tem sido sugerido que o fluxo de ´agua sub-
terrˆanea exerce forte influˆencia sobre a distribui¸c˜ao de sal Thibodeau (1998). Ridd et al.
(1996) apontam a concentra¸c˜ao de sais nas ´aguas subterrˆaneas como fator principal no
controle das esp´ecies de macr´ofitas nos manguezais sendo controladas pela precipita¸c˜ao.
Nas plan´ıcies de mar´es superiores onde as ´areas denominadas de apicuns tamb´em se en-
contram, o sal precipitado pela evapora¸c˜ao seria redilu´ıdo evitando a concentra¸c˜ao em
n´ıveis fatais para as macr´ofitas em certos trechos.
A identifica¸c˜ao dos fatores de controle possibilitou a elabora¸c˜ao de diversos mo-
delos que explicam o processo de zona¸c˜ao botˆanica. Santos (1997) abordam de forma
27
bem did´atica as principais caracter´ısticas destes modelos e por fim trabalham no modelo
desenvolvido por Semeniuk (1983).
Devido `a aplica¸c˜ao desta abordagem neste trabalho resgataremos alguns aspectos
importantes que consideramos relevantes para o entendimento dos processos hidrol´ogicos
subsuperficiais concernentes `a ´area situada entre o manguezal e a zona continental, sendo
sub-dividida em plan´ıcie de mar´e superior e inferior denominada zona do m´edio litoral
(ZML). Santos; Zieman; Cohen (1997) consideraram a zona¸c˜ao botˆanica no manguezal e
na plan´ıcie de mar´e superior como a tem´atica mais pesquisada nos sistemas de manguezais.
O estudo sobre a zona¸c˜ao botˆanica foi dividido em quatro escolas principais, a saber
(SNEDAKER, 1982 apud SANTOS, ZIEMAN; COHEN, 1997):
1. Sucess˜ao botˆanica O paradigma da sucess˜ao botˆanica defende a evolu¸c˜ao da dis-
tribui¸c˜ao das esp´ecies com base no padr˜ao de zona¸c˜ao espacial. Esta representa a
seq¨uˆencia de sucess˜ao, no tempo, com respeito ao cl´ımax da comunidade terrestre.
A sucess˜ao botˆanica ´e a explana¸c˜ao mais aceita de zona¸c˜ao botˆanica entretanto,
este conceito tradicional tem sido gradualmente influenciado por novas abordagens
como o padr˜ao geral de desenvolviemtno de ecossistema proposto por Odum et al.
2. Determinismo Geomorfol´ogico O paradigma da altera¸c˜ao geomorfol´ogica por
sua vez, assume o determinismo ambiental. A morfologia do terreno determina a
distribui¸c˜ao das esp´ecies. O desenvolvimento de padr˜oes da zona do m´edio litoral,
tanto no espa¸co quanto no tempo, como resposta dinˆamica para a mudan¸ca ambien-
tal cont´ınua das propriedades f´ısicas tais como: tamanho, configura¸c˜ao e topografia.
A maior cr´ıtica a este paradigma est´a relacionada `a abordagem geomorfol´ogica que
normalmente n˜ao apresenta o mecanismo atrav´es do qual diferentes caracter´ısticas
geram os padr˜oes de zona¸c˜ao observados.
28
3. Determinismo Fisiol´ogico Para o determinismo espacial fisiol´ogico, a posi¸c˜ao de
cada esp´ecie ´e resultado da busca por condi¸c˜oes ambientais ideais `as necessidades
fisiol´ogicas da planta. A principal cr´ıtica desta abordagem est´a na falha ao expli-
car o modo de a¸c˜ao dos gradientes ambientais sobre os padr˜oes de zona¸c˜ao. No que
concerne o modo de a¸c˜ao, a maior parte da literatura assume a salinidade como fator
principal. Esta abordagem ´e criticada, apesar da b oa correla¸c˜ao entre a salinidade e
a zona¸c˜ao das esp´ecies, devido `a n˜ao evidˆencia direta entre as rela¸c˜oes causa e efeito.
4. Dinˆamica Populacional A dinˆamica populacional explica os padr˜oes de zona¸c˜ao
do m´edio litoral como resposta a fatores bi´oticos tais como competi¸c˜oes inter-
espec´ıficas e estrat´egias de reprodu¸c˜ao e coloniza¸c˜ao. De acordo com TOMLINSON
(1986, apud SANTOS; ZIEMAN; COHEN, 1997) este conceito ´e baseado primeira-
mente na concep¸c˜ao que seja apresentada uma explica¸c˜ao biol´ogica, desde que n˜ao
seja provada uma explica¸c˜ao da adapta¸c˜ao fisiol´ogica para as condi¸c˜oes f´ısicas do
habitat do manguezal.
Semeniuk (1983) relacionou a zona¸c˜ao botˆanica com a varia¸c˜ao da salinidade devido
`a sua toxicidade para as esp´ecies nos ambientes de manguezais, al´em de outros fatores.
O modelo hidrol´ogico-geomorfol´ogico relacionado `a zona¸c˜ao botˆanica utilizado neste tra-
balho ´e baseado no trabalho de Semeniuk (1983), este, estruturado na zona superior do
m´edio litoral (ZMSL) Os processos geoqu´ımicos podem ser melhor estudados a partir da
diferencia¸c˜ao dos ambientes em diferentes escalas espaciais ou temporais e compartimen-
tados em unidades e sub-unidades distintas.
`
A cada compartimento assim estruturado e
diferenciado a partir de suas caracter´ısticas pr´oprias, denomina-se f´acies.
29
1.1.5 F´acies
A utiliza¸c˜ao do conceito de f´acies ´e ampla na literatura ambiental. Etchebehere;
Saad (2003) faz uma revis˜ao do conceito referente a f´acies sedimentar e associa¸c˜ao de
f´acies no que se relaciona a ambientes continentais `a sedimenta¸c˜ao. O termo f´acies foi
introduzido na literatura geol´ogica por Gressly em 1830 (WALKER, 1992 apud ETCHE-
BEHERE; SAAD, 2003) onde, na sua acep¸c˜ao latina, significa face, aspecto, aparˆencia,
forma, caracter´ıstica ou condi¸c˜ao; em sedimentologia, tal entendimento poderia ser refe-
rido como conjunto de atributos de uma rocha ou unidade sedimentar, que permitiria sua
distin¸c˜ao com rela¸c˜ao a outros corpos adjacentes. Por outro lado, Selley (1982, apud ET-
CHEBEHERE; SAAD, 2003) conceitua f´acies como uma massa de sedimentos ou rochas
sedimentares que pode ser reconhecida e distinguida de outras pela sua geometria, pela
composi¸c˜ao, pelas estruturas sedimentares, pelo padr˜ao de paleocorrentes, e pela eventual
presen¸ca de f´osseis. Estas caracter´ısticas estariam relacionadas com os processos deposi-
cionais atuantes na constru¸c˜ao dos corpos sedimentares (litossomas), cujo entendimento,
por sua vez, permitiria conhecer as condi¸c˜oes ambientais da sedimenta¸c˜ao. Walker; James
(1992, apud ETCHEBEHERE; SAAD, 2003) apresentaram tamb´em a concep¸c˜ao de mo-
delos de f´acies, os quais buscariam delinear os atributos mais importantes (essenciais)
das diversas f´acies, deixando de lado aspectos aleat´orios (fortuitos), e permitindo, assim,
que se possa empreender estudos comparativos de f´acies, levando `a interpreta¸c˜ao do am-
biente deposicional. Este enfoque fundamenta-se fortemente no princ´ıpio do Atualismo,
e abre espa¸co para que a an´alise de f´acies sedimentares em ambientes atuais possibilite a
gera¸c˜ao de modelos progn´osticos para dep´ositos antigos, conforme salientado por Stevaux
(1993, apud ETCHEBEHERE; SAAD, 2003).
A associa¸c˜ao de f´acies, por sua vez, consiste em um agrupamento de f´acies
geneticamente relacionadas, cujas caracter´ısticas e inter-rela¸c˜oes permitem que se possa
interpretar o ambiente de sedimenta¸c˜ao. A identifica¸c˜ao de f´acies sedimentares pode
ser empregada para a interpreta¸c˜ao de processos geomorfol´ogicos costeiros associados ao
30
transporte de sedimentos que atuam diretamente na morfolgia costeira. Bastos; Kenyon;
Collins (2002) descreve a intera¸c˜ao entre as correntes de mar´e na zona de contato de um
promont´orio ou cabo, como fator fundamental na altera¸c˜ao da dinˆamica sedimentar e,
conseq¨uentemente, na forma¸c˜ao dos bancos de areia. As correntes de mar´e, ao entrarem
em contato com o promont´orio acabam por ter `a forma¸c˜ao de uma vorticidade devido
ao torque produzido no contato e a forma¸c˜ao de remoinhos. Esta dinˆamica acaba por
influenciar os processos de transporte, eros˜ao e deposi¸c˜ao dos sedimentos e conseq¨uente-
mente ocorre a altera¸c˜ao das f´acies sedimentares no litoral. Outra aplica¸c˜ao importante
do conceito de f´acies nos estudos costeiros refere-se aos estudos de zona¸c˜ao botˆanica rela-
cionados a parˆametros geomorfol´ogico-geobotˆanicos.
Os aspectos geomorfol´ogicos e geobotˆanicos s˜ao determinados por caracter´ısticas
geomorfol´ogicas da ´area em que o manguezal est´a situado como: declividade, exposi¸c˜ao
`a varia¸c˜ao da mar´e, granulometria do sedimento, etc. Outros aspectos determinantes
s˜ao: tolerˆancia caracter´ıstica de cada esp´ecie `as inunda¸c˜oes da mar´e, em termos de sali-
nidade, exposi¸c˜ao, temperatura, varia¸c˜ao do sedimento. Estes parˆametros, entre outros,
determinar˜ao a zona¸c˜ao botˆanica ou distribui¸c˜ao espacial das esp´ecies.
A identifica¸c˜ao das f´acies geomorfol´ogicas-geobotˆanicas s˜ao importantes neste es-
tudo a fim de orientar a identifica¸c˜ao da perfura¸c˜ao dos piezˆometros com a hidrogeoqu´ımca
da ´agua. Este crit´erio, utilizado devido `as f´acies sedimentol´ogicas, poder´a determinar as
caracter´ısticas composicionais da ´agua subterrˆanea durante seu contato. A flexibilidade
do conceito de f´acies permite sua aplica¸c˜ao tamb´em na identifica¸c˜ao de padr˜oes de assi-
naturas geoqu´ımicas e isot´opicas de ´aguas subterrˆaneas conforme veremos a seguir.
Nos estudos hidrogeoqu´ımicos, o conceito de f´acies foi aplicado por Sinelli (1971)
para estudos de ´agua subterrˆanea, objetivando a descri¸c˜ao dos corpos de ´aguas sub-
terrˆaneas que diferem na sua composi¸c˜ao qu´ımica. Um outro aspecto importante no
conceito de f´acies ´e o apresentado por Siqueira (1978), no qual o desenvolvimento de
uma f´acie hidroqu´ımica ´e controlada por parˆametros hidrol´ogicos, clima, mineralogia das
31
rochas e do solo, fluxo interno, evapotranspira¸c˜ao, etc., expressos por uma variabilidade
espa¸co-temporal. Na figura 1 podem ser identificados os principais processos de controle
composicional da ´agua durante a sua precipita¸c˜ao atmosf´erica, sua percola¸c˜ao no solo,
seu percurso em subsuperf´ıcie, seu afloramento e, por fim seu contato na zona costeira.
Durante seu percurso a ´agua passa por diversos dom´ınios ou grupos de processos contro-
ladores: s˜ao eles:
1. o dom´ınio climatol´ogico que concentra os processos relativos `a climatologia e mete-
rorologia somados ainda `a interferˆencia antr´opica superficial;
2. o dom´ınio biogˆenico que congrega os processos relativos `a biota em subsuperf´ıcie
que consiste em rea¸c˜oes de dissolu¸c˜ao, precipita¸c˜ao, troca iˆonica e rea¸c˜oes redox e
suas intera¸c˜oes com o solo;
3. o dom´ınio litol´ogico, que ´e controlado pelo tempo de residˆencia da ´agua no seu
contato com a litologia e fechado em rela¸c˜ao aos gases do solo.
Por fim, a zona de contato final pode ser desde o afloramento como fontes at´e o contato
direto com a zona costeira. Neste caso, ocorre a altera¸c˜ao composicional da ´agua devido ao
contato com a matriz difenrenciada da ´agua do mar e a forma¸c˜ao de estu´arios superficiais
ou subterrˆaneos.
Esta abordagem de f´acies hidrogeoqu´ımicas ´e ressaltada por Fetter (1994) para
a diferencia¸c˜ao composicional de ´aguas de diferentes aq¨u´ıferos. Desta forma, apesar da
variabilidade composicional da ´agua ocorrer em diferentes escalas espa¸co-temporais, ´e
poss´ıvel identificar unidades distintas que apresentam caracter´ısticas pr´oprias
A determina¸c˜ao das caracter´ısticas composicionais, somadas `as medidas de fluxos
de ´aguas subterrˆaneas, po de ser usada nos estudos da interferˆencia do atual impacto dos
processos antr´opicos dos ambientes adjacentes `a zona costeira. Como exemplo, podemos
citar o trabalho de Alley (1994) que definiu um modelo de f´acies para o ambiente costeiro
32
Figura 1: Fatores de controle composicionais da ´agua em sub-superf´ıcie durante o ciclo
hidrol´ogico.
Fonte: Modificado de Alley (1994)
utilizando a mistura de ´aguas subterrˆaneas na zona costeira. Neste caso s˜ao enfatizados
os processos que ocorrem na zona de contato da ´agua subterrˆanea com a ´agua do mar
(figura 2). Observa-se a varia¸c˜ao espacial e a varia¸c˜ao da profundidade nos processos de
controle da composi¸c˜ao da ´agua at´e seu contato com o mar. Neste percurso, da ´agua
subterrˆanea observa-se, no modelo, que ocorre primeiramente um aumento da satura¸c˜ao
da calcita seguida de um decr´escimo para finalmente, quando em contato com a ´agua do
mar, ocorrer uma super-satura¸c˜ao. Neste percurso h´a a varia¸c˜ao aniˆonica do bicarbonato
para uma matriz sulfatada-cloretada.
Abordaremos a seguir os principais processos determinantes das caractr´ısticas com-
posicionais da ´agua subterrˆanea nos ambientes de manguezais.
33
Figura 2: F´acies hidrogeoqu´ımicas de uma zona costeira hipot´etica em regi˜oes ´umidas.
Fonte: Modificado de Alley (1994)
1.1.6 Processos
Considerando os ciclos biogeoqu´ımicos das substˆancias dissolvidas, nos estu´arios
subterrˆaneos, incluindo as regi˜oes de descarga, atuam diversos processos geoqu´ımicos: a
degrada¸c˜ao microbiana, a sor¸c˜ao sobre part´ıculas, a flocula¸c˜ao quando no encontro da
´agua doce com ´agua marinha de alta for¸ca iˆonica, a desor¸c˜ao das part´ıculas em ´aguas
de alta salinidade e, as trocas com o oceano atrav´es da varia¸c˜ao da mar´e e do regime
das ´aguas subterrˆaneas (GONI; EHRHARDT, 2003) . Neste contexto a velocidade do
fluxo dos estu´arios subterrˆaneos interfere diretamente nas intera¸c˜oes do soluto com as
part´ıculas em subsuperf´ıcie onde as caracter´ısticas f´ısicas dos aq¨u´ıferos minimizam o papel
dos organismos fotossint´eticos e da macrofauna. No entanto, a atividade microbiana
domina a maior parte das rea¸c˜oes dos solutos biogˆenicos e dos materiais associados `as
part´ıculas. A libera¸c˜ao de H
2
S da mat´eria orgˆanica, principalmente nas lamas orgˆanicas,
para o meio ocorre pela rea¸c˜ao 1.1:
34
2CH
3
CHOH.COOH + H
2
SO
4
↔ 2CH
3
COOH + 2CO
2
+ H
2
S + 2H
2
O (1.1)
Apesar da estrutura da rea¸c˜ao apresentar de forma simplista o processo de de-
grada¸c˜ao da mat´eria orgˆanica sua reatividade in situ em subsuperf´ıcie dos ambientes ´e
uma das mais dif´ıceis propriedades para se parametrizar. Ela reflete uma grande gama
de valores descritos na literatura para a primeira ordem de coeficiente de degrada¸c˜ao.
Esta dificuldade representa um significativo obst´aculo em prever os efeitos bio-
geoqu´ımicos da degrada¸c˜ao da mat´eria orgˆanica nos aq¨u´ıferos (HUNTER; WANG; VAN
CAPPELEN, 1996) devido o processo de degrada¸c˜ao e a forma¸c˜ao de sulfetos met´alicos
estarem associados `a varia¸c˜ao do estado de oxi-redu¸c˜ao do meio.
A variabilidade no estado de oxi-redu¸c˜ao das ´aguas, decorrente da oxida¸c˜ao de
pirita presente nos sedimentos e nas lamas orgˆanicas, pode exercer forte controle nas
caracter´ısticas hidrogeoqu´ımicas das ´aguas subterrˆaneas atrav´es da biodisp onibilidade de
metais pesados. As rea¸c˜oes 1.2 e 1.3 abaixo ilustram estes processos:
Oxida¸c˜ao da pirita:
4F eS
2
+ 15O
2
+ 8H
2
O ↔ 2F e
2
O
3
+ 8H
2
SO
4
(1.2)
H
2
SO
4
↔ 2H
+
+ SO
2−
4
(1.3)
Nos estudos de oxi-redu¸c˜ao em ambientes costeiros e marinhos o Ce e o Eu podem
ser utilizados como indicadores ou tra¸cadores de altera¸c˜ao ou mudan¸ca redox entre am-
bientes. O Ce
4+
e o Eu
2+
que alteram seu n´umero de oxida¸c˜ao dependendo das condi¸c˜oes
redutoras ou oxidadas.
Os Elementos terras-raras n˜ao apresentam bem definidas suas abundˆancias geoqu´ımicas
para os diversos ambientes que comp˜oem a crosta terrestre. Conseq¨uentemente, a com-
35
para¸c˜ao entre eles ´e facilitada pelos valores normalizados `a uma referˆencia apropriada
Henderson (1983). Dessa forma foram produzidos padr˜oes de abundˆancias que permitis-
sem a compara¸c˜ao de amostras de ´aguas naturais e argilas de diversas partes do globo
terrestre. Os mais utilizados para este fim s˜ao o NASC, padr˜ao de abundˆancia das argi-
las americanas e o PAAS, padr˜ao de abundˆancia das argilas australianas cujos resultados
est˜ao na tabela 2. A partir das abundˆancias podem ser calculados as anomalias em rela¸c˜ao
ao padr˜ao de comportamento do Ce e do Eu. Quando em ambientes redutores o Ce e
o Eu tendem a enriquecer a ´agua em contato, provocando uma anomalia positiva nas
abundˆancias determinadas na ´agua e uma anomalia negativa em rela¸c˜ao ao sedimento.
Este comp ortamento representa o enriquecimento da ´agua em rela¸c˜ao ao sedimento (HEN-
DERSON, 1983).
Os ETR s˜ao formados pelo grupo de 15 elementos do 57La ao 57Lu que exibem
geralmente comportamento qu´ımico similar. Devido `as suas configura¸c˜oes eletrˆonicas,
estes elementos formam ´ıons que normalmente s˜ao trivalentes decrescendo regularmente
o raio iˆonico.
Devido `a variedade de rochas e das propor¸c˜oes existentes dos elementos em diversos
compartimentos na crosta terrestre, Henderson (1983) considerou necess´ario assumir as
abundˆancias dos diferentes componentes agregados que formam a maior parte da Terra
ou dos materiais vari´aveis que po dem ser representativos das partes interiores do nosso
planeta para se criar um material de referˆencia que servisse para o estudo das abundˆancias
e do comportamento dos ETR conforme pode ser observado na tabela 2. Na estimativa da
composi¸c˜ao m´edia da Terra, o autor assumiu que o interior dos planetas foi produzido pelos
mesmos processos dos meteoritos condr´ıticos e usou a teoria da seq¨uˆencia da condensa¸c˜ao
dos gases nebulares Ganapathy; Anders, (1974, apud HENDERSON (1983)).
O c´alculo das anomalias difere muito na literatura e s˜ao apresentados na tabela 3
onde s˜ao citados os autores e as equa¸c˜oes utilizadas. Neste estudo ser´a adotada a primeira
eq¨ua¸c˜ao.
36
Tabela 2: Abundˆancias dos ETR utilizadas para a normaliza¸c˜ao
Terra total Crosta Condritos NASC PAAS
a b c d e f g h i j
La 0,480 0,780 30,00 0,340 0,330 0,378 0,329 0,245 32,00 38,20
Ce 1,280 2,200 60,00 0,910 0,880 0,976 0,865 0,638 73,00 79,60
Pr 0,162 - 8,200 0,121 0,112 - 0,096 7,900 8,830
Nd 0,870 1,200 28,00 0,640 0,600 0,716 0,630 0,474 33,00 33,90
Sm 0,260 0,220 6,000 0,195 0,181 0,230 0,203 0,154 5,700 5,550
Eu 0,100 0,066 1,200 0,073 0,069 0,087 0,0770 0,058 1,240 1,080
Gd 0,370 0,350 5,400 0,260 0,249 0,311 0,276 0,204 5,200 4,660
Tb 0,067 - 0,900 0,047 0,047 - - 0,037 0,850 0,774
Dy 0,450 0,21 3,000 0,300 - 0,390 0,343 0,254 - 4,680
Ho 0,101 - 1,200 0,078 0,070 - - 0,057 1,040 0,991
Er 0,290 0,093 2,800 0,200 0,200 0,255 0,225 0,166 3,400 2,850
Tm 0,044 - 0,480 0,032 0,030 - - 0,026 0,500 0,405
Yb 0,290 - 3,000 0,220 0,200 0,249 0,220 0,165 3,100 2,820
Lu 0,049 0,015 0,500 0,034 0,034 0,0387 0,0339 0,025 0,480 0,433
a - Ganapathy & Anders (1974); b - Smith (1978); c - Taylor (1964); d - Composto de 12 condritos - H. Wakita et al.
(1971); e - Composto de 9 condritos - Haskin et al. (1968); f - Condrito Leedey - Masuda et al. (1973); g - Mdia de 10
condritos - Nakamura (1974); h - Mdia dos condritos C1 - Evensen et al. (1978); i - NASC - Haskin et al. (1968); j - PAAS
- McLennan (1992).
Tabela 3: C´alculo das anomalias do Ce e Eu
Equa¸c˜ao Autor
Ce
an
=
3Ce
n
(2La
n
+ N d
n
)
Elderfield and Greaves, 1982
Ce
an
= log
3Ce
(2La
n
+ N d
n
)
Wright et al., 1987
Ce
an
=
5Ce
n
(4La
n
+ Sm
n
)
Toyoda et al., 1990
Ce
an
=
Ce
n
La
2/3
n
Nd
1/3
n
− 1
Grandjean-L´ecuyer et al., 1993
Eu
Eu
∗
=
Eu
n
(Sm
n
∗ Gd
n
)
0,5
McLennan, 1989
37
A normaliza¸c˜ao ´e fundamental para os estudos envolvendo os ETR por apresen-
tarem padr˜oes diversos de comportamento em diferentes ambientes, e identificando os
principais processos que controlam suas abundˆancias. Nesta linha de abordagem podem
ser citados trabalhos bem fundamentados que constituem base para estudos envolvendo
os ETR e meio ambiente em diversas aplica¸c˜oes.
Liu, Miah & Shimitt, (1988) estudaram as anomalias do Ce nos carbonatos ma-
rinhos com indicadores de condi¸c˜oes redox paleo-oceˆanicas tra¸cando um modelo simples
para o mecanismo de oxida¸c˜ao do Ce e sua rela¸c˜ao com a press˜ao parcial de CO
2
na parte
superficial dos oceanos. Dos estudos que envolvem o comportamento dos ETR em regi˜oes
estuarinas ou costeiras podemos citar o realizado por Nozaki et al. (2000) onde os autores
afirmam que o comportamento dos ETR em baixa salinidade (S < 3) varia muito devido
a intera¸c˜ao dos processos de adsor¸c˜ao e desor¸c˜ao com as part´ıculas em suspens˜ao. Pode-
se citar os processos de remo¸c˜ao dos ETR pela coprecipita¸c˜ao com hidr´oxidos de ferro
e a coagula¸c˜ao de col´oides devido `a salinidade. Neste contexto, Holser (1997) tamb´em
estudando a aplica¸c˜ao dos ETR em paleoceanografia, atribui aos fosfatos um papel funda-
mental na deposi¸c˜ao e re-deposi¸c˜ao dos ETR nos sedimentos devido `a baixa solubilidade
das fases fosfatadas dos lantan´ıdeos (BYRNE; KIM, 1992).
Para Willams; Bubb; Lester (1994), a salinidade ´e um fator determinante na
zona¸c˜ao botˆanica e na distribui¸c˜ao das esp´ecies de macr´ofitas em manguezais. Sujei-
tos `a inunda¸c˜oes peri´odicas da ´agua da mar´e que entra no sistema sedimentar durante a
mar´e alta e, por outro lado, `a drenagem das ´areas mais elevadas durante a mar´e baixa, os
manguezais tˆem uma percola¸c˜ao da ´agua de forma lateral em subsuper´ıcie e, devido aos
sedimentos silto-argilosos, a percola¸c˜ao em profundidade ocorre em um espa¸co de tempo
maior. Esta caracter´ıstica afetar´a diretamente a coloniza¸c˜ao das esp´ecies de macr´ofitas
onde a vegeta¸c˜ao se estabelecer´a nos ambientes de acordo com sua relativa habilidade de
tolerˆancia `a submers˜ao da mar´e e `a resistˆencia diferencial ao NaCl. Nas ´areas denomi-
38
nadas plan´ıcie de mar´e superior (PMS) a f´acie denominada apicum
1
´e um ambiente mal
drenado que favorece uma intensa evapora¸c˜ao da ´agua da mar´e ocasionando uma forte
precipita¸c˜ao de sais (SEMENIUK, 1983).
A composi¸c˜ao das ´aguas intersticiais ter´a sua assinatura composicional determi-
nada pela introdu¸c˜ao de grandes concentra¸c˜oes de s´odio, cloretos, sulfatos, carbonatos,
e ´ıons bicarbonato e elementos tra¸cos (Mg, Ca, K, Li, B) da mar´e e da evapora¸c˜ao an-
teriormente citada. Como conseq¨uˆencia, as mudan¸cas na salinidade podem exercer um
profundo efeito sobre a solubilidade de certos metais na zona costeira, particularmente
sobre os metais que formam fortes complexos iˆonicos com os ligantes de cloreto (ex: Cd,
Hg e Zn). Em certos casos, a complexa¸c˜ao por cloretos ´e suficientemente favorecida na re-
mobiliza¸c˜ao de certos metais que naturalmente ocorrem complexos orgˆanicos. Complexos
de cloreto-c´admio (CdCl
3
)
−
, por exemplo, tˆem uma constante de estabilidade maior (Log
K 6,9) que um complexo de c´admio-´acido h´umico e ´e favorecida termodinˆamicamente
(WILLIAMS; BUBB; LESTER, 1994). Desta forma, o Cd e outros metais s˜ao mobi-
lizados do particulado para a fase aquosa na presen¸ca da ´agua salina. A mobiliza¸c˜ao
devida `a complexa¸c˜ao com o cloreto ´e maior ao longo dos gradientes de salinidade nos
estu´arios, mas tamb´em ´e prov´avel ocorrer nos compartimentos dos sedimentos dos man-
guezais particularmente nos fluxos de metais tra¸cos oriundos da infiltra¸c˜ao da ´agua doce
da precipita¸c˜ao nos manguezais.
A salinidade tamb´em influencia o processo de flocula¸c˜ao-coagula¸c˜ao das part´ıculas
coloidais, as rea¸c˜oes adsor¸c˜ao-desor¸c˜ao com a mat´eria orgˆanica e a precipita¸c˜ao-dissocia¸c˜ao
de ´oxidos hidratados na zona de mistura estuarina das ´aguas dos rios. Conseq¨uentemente,
a salinidade afeta indiretamente o particulado, a deposi¸c˜ao de nutrientes e contaminantes
nos estu´arios e nas franjas de marismas e pode afetar as caracter´ısticas dos sedimentos
(WILLIAMS; BUBB; LESTER, 1994). Desta maneira, a determina¸c˜ao da salinidade e do
coeficiente de atividade iˆonico da solu¸c˜ao ´e importante para a corre¸c˜ao da concentra¸c˜ao
1
salt flats
39
dos solutos em solu¸c˜ao e no desenvolvimento das rea¸c˜oes geoqu´ımicas de equil´ıbrio que
v˜ao fundamentar a elabora¸c˜ao de modelos geoqu´ımicos. A escolha da equa¸c˜ao que define
a fora inica depender´a da for¸ca iˆonica da solu¸c˜ao conforme ´e apresentado a seguir.
Langmuir (1997) no Cap´ıtulo 4 - Activity Coeffients of Dissolved Species, desen-
volve to da uma abordagem do c´alculo do coeficiente de atividade para solu¸c˜oes de diversos
potenciais iˆonicos. Procuraremos apresentar de forma sint´etica as principais equa¸c˜oes e
caracter´ısticas associadas a cada uma. As rea¸c˜oes s˜ao escritas em termos da concentra¸c˜ao
efetiva ou da atividade das esp´ecies dissolvidas (a
i
), n˜ao das suas concentra¸c˜oes (m
i
). Por
defini¸c˜ao, a extens˜ao desta diferen¸ca ´e expressa pelo coeficiente de atividade γ
i
conforme
pode ser visto na eq¨ua¸c˜ao 1.4:
a
i
= γ
i
m
i
(1.4)
Na ´agua pura, todos os solutos iˆonicos ou moleculares est˜ao em contato somente
com mol´eculas de ´agua, a
i
= m
i
, e os coeficientes de atividade de todos os solutos s˜ao
iguais `a unidade. As fases s´olidas e l´ıquidas no meio natural no entanto, s˜ao misturas de
diferentes compostos. Devido varia¸c˜ao de cargas, raios inicos dos diversos ´ıons e suas
concentra¸c˜oes nas fases, ocorre uma interferˆencia na densidade de cargas, influenciando
por exemplo, a polariza¸c˜ao el´etrica de um solvente e sua conseq¨uente rela¸c˜ao com as de-
mais fases do sistema. Quando a concentra¸c˜ao de sais aumenta, entretanto, as esp´ecies
aquosas individuais aumentam o contato entre si aumentando, por conseguinte, suas in-
tera¸c˜oes. Devido a intera¸c˜ao entre os ions adjacentes ser fortemente coulˆombica, ela ´e
proporcional `a carga dos ´ıons envolvidos. Este efeito ´e descrito na defini¸c˜ao de for¸ca
iˆonica dada pela eq¨ua¸c˜ao 1.5 (GARRELS; CHRIST, 1965).
I =
1
2
Σ(m
i
z
2
i
) (1.5)
40
Onde I ´e dado em concentra¸c˜ao molal (preferencialmente) ou unidades molar e z
i
´e a carga do ´ıon i. A for¸ca iˆonica ´e dada pela soma de todas as cargas das esp´ecies em
solu¸c˜ao. A partir da´ı pode-se calcular o coeficiente de atividade iˆonica da solu¸c˜ao para a
corre¸c˜ao da concentra¸c˜ao.
Como as atividades de s´olidos e ´agua s˜ao considerados iguais a um, no presente
estudo s˜ao considerados 25
o
C como temperatura ambiente quando a temperatura n˜ao for
determinada em campo. O principal objetivo do c´alculo da for¸ca iˆonica e do coeficiente
de atividade reside na constru¸c˜ao de um modelo termodinˆamico ou geoqu´ımico. A partir
destas eq¨ua¸c˜oes ´e poss´ıvel calcular os ´ındices de satura¸c˜ao que s˜ao indicadores do estado
de satura˜ao do mineral em equil´ıbrio com uma composi¸c˜ao de uma amostra de ´agua. O
´ındice de satura¸c˜ao ´e dado pela express˜ao 1.6:
SI = log
10
IAP
Ksp
(1.6)
onde SI ´e o ´ındice de satura¸c˜ao, IAP ´e o produto de atividade iˆonica e, por fim,
Ksp ´e a constante do produto de solubilidade do mineral. Os ´ındices de satura¸c˜ao dos
minerais s˜ao conceituados por (PACES, 1973) como ´ındices de desequil´ıbrio mineral. Na
tabela 4 s˜ao apresentadas algumas das eq¨ua¸c˜oes utilizadas para o c´alculo do coeficiente
de atividade iˆonica de solu¸c˜oes e suas limita¸c˜oes com rela¸c˜ao `a for¸ca iˆonica da solu¸c˜ao.
O coeficiente de atividade, desta forma ter´a seu comportamento muito modificado
a partir de uma for¸ca iˆonica superior a 1. Abaixo deste valor as equa¸c˜oes diferem pouco
em termos pr´aticos se levarmos em considera¸c˜ao outros fatores de interferˆencia na de-
termina¸c˜ao das concentra¸c˜oes em laborat´orio. A escolha da equa¸c˜ao tamb´em depender´a
das limita¸c˜oes do modelo geoqu´ımico que se quer empregar. Dependendo do software
escolhido haver´a limita¸c˜oes com rela¸c˜ao `a disponibilidade de uso de algumas equa¸c˜oes
41
Tabela 4: Eq¨ua¸c˜oes de c´alculo da atividade iˆonica
Equa¸c˜ao For¸ca Iˆonica (I) Autor
mol.Kg
−1
log γ
i
= −A z
2
i
√
I 0.0001 ≈ 0.03 Debye-H¨uckel
log γ
i
=
−A z
2
i
√
I
1 + B a
i
√
I
≈ 0.1 Debye-H¨uckel ext.
log γ
i
= −A z
2
i
√
I
1 +
√
I
− 0.3I 0.1 ≈ 0.7 Davies
log γ
i
=
−A z
2
i
√
I
1 + B a
i
√
I
+ bI ≈ 2.3 Truesdell-Jones
log (γ
i
) = −z
2
D +
k
(i.j.I)m(j) ≈ 3.5 SIT model*
ln γ
i
= z
2
i
f
y
+
i
D
ij
(I)m
j
+
ijk
E
ijk
m
j
m
k
+ ... ≈ 6.0 Pitzer model
* SIT model - Bronsted-Guggenheim-Scatchard
42
bem como a possibilidade de c´alculo utilizando aspectos redox ou n˜ao. Esta discuss˜ao
ser´a abordada no item referentes a modelos geoqu´ımicos. A seguir as figuras 3 e 4 ilus-
tram o comportamento da curva da for¸ca iˆonica versus a atividade a partir das equa¸c˜oes
apresentadas na tabela 4 calculados para o Na
+
e o Ca
2+
.
Ca
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0,01 0,1 1 10
Força Iônica
Coeficiente de Atividade
D.Huckel Pitzer Davis TJ 1 TJ 2
Figura 3: C´alculo da Atividade Iˆonica a partir das Eq¨ua¸c˜oes de Pitzer, Debye-Huckel,
Davis e Truesdell-Jones
1.1.7 Modelagem Geoqu´ımica
Nos ´ultimos anos, diversos softwares foram desenvolvidos objetivando sua aplica¸c˜ao
nos estudos de problemas ambientais envolvendo ´aguas subterrˆaneas. Talvez a principal
for¸ca deste desenvolvimento tenha sido a degrada¸c˜ao acelerada do meio ambiente e dos
recursos h´ıdricos atrav´es de contamina¸c˜ao por vazamentos, atividades de minera¸c˜ao, de-
posi¸c˜ao de rejeitos em lugares impr´oprios, entre outros. Desta forma, os objetivos que
estimularam o desenvolvimento das linhas de pesquisa nesta ´area est˜ao muito pr´oximas
da capacidade de previs˜ao e habilidade de antecipa¸c˜ao de cen´arios, desenvolvimento de
estrat´egias de gerenciamento e minimiza¸c˜ao de impactos. A modelagem goqu´ımica pode
ser utilizada para a interpreta¸c˜ao, predi¸c˜ao e simula¸c˜ao de processos que n˜ao poderiam ser
realizados em laborat´orio devido a problemas de escala temporal e/ou espacial. Embora
n˜ao substitua os experimentos laboratoriais, a modelagem e a simula¸c˜ao por computador
43
Na
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0,01 0,1 1 10
Força Iônica
Coeficiente de Atividade
D.Huckel Pitzer Davis TJ 1 TJ 2
Figura 4: C´alculo da Atividade Iˆonica a partir das Eq¨ua¸c˜oes de Pitzer, Debye-Huckel,
Davis e Truesdell-Jones
tˆem especial valor como ferramenta preditiva e pode ser utilizada como ponte para ex-
perimenta¸c˜ao mais elaborada em laborat´orios, observa¸c˜oes de campo e o comportamento
dos sistemas geoqu´ımicos.
Os modelos geoqu´ımicos s˜ao baseados no princ´ıpio da conserva¸c˜ao de massa (ba-
lan¸co de massa) ou seja, a massa n˜ao ´e criada e nem ´e destru´ıda no sistema, mas transferida
entre as fases s´olidas, aquosas e gasosas. Os modelos podem ser agrupados basicamente
em duas categorias distintas: modelos de rea¸c˜ao geoqu´ımica, que n˜ao consideram os
processos de transporte e os modelos acoplados de rea¸c˜ao e transporte que conside-
ram tanto os processos de transporte quanto as rea¸c˜oes geoqu´ımicas (CRAWFORD, 1999).
Discutiremos os modelos de rea¸c˜oes geoqu´ımicas por serem utilizados neste estudo.
Os modelos geoqu´ımicos s˜ao estruturados nos processos de maior importˆancia em
rela¸c˜ao aos menores ou menos importantes. Dentro deste enfoque um sistema geoqu´ımico
pode ser modelado a partir de 1,2 ou 3 dimens˜oes de simula¸c˜ao com suficiente acuracidade.
Os modelos baseados em trˆes dimens˜oes apresentam limita¸c˜oes relacionadas `as incetezas
atrav´es dos parˆametros que n˜ao s˜ao suficientemente bem caracterizados em campo ou
em laborat´orio. A figura 1 ilustra os principais processos imp ortantes na geoqu´ımica que
44
influenciam de forma geral o comportamento de contaminantes no meio ambiente.
Apesar de matematicamente distinto do sistema de transporte acoplado, os mode-
los de rea¸c˜ao geoqu´ımica n˜ao s˜ao conceitualmente desacoplados das considera¸c ˜oes. Eles
tˆem sido usados extensivamente na avalia¸c˜ao qu´ımica dos sistemas de ´aguas subterrˆaneas
onde os processos de transporte desempenham um importante papel. O modelo pioneiro
desenvolvido por Garrels; Christ (1967) ´e um exemplo de modelo inverso pois estabelece
os mecanismos de rea¸c˜ao que explicam as altera¸c˜oes qu´ımicas composicionais envolvidas
ao longo do fluxo da ´agua em subsuperf´ıcie. O modelo direto calcula a composi¸c˜ao da
´agua que resulta de processos reativos espec´ıficos.
´
E o tipo de modelo que usualmente
n˜ao necessitam de estudos pr´evios nem planejamento de execu¸c˜ao.
A modelagem realizada neste estudo utiliza o software PHRQPITZ baseado em
FORTRAN 77 desenvolvido por Plummer et al. (1983) O programa ´e capaz de realizar
c´alculos geoqu´ımcos em ´aguas salgadas
2
ou outras solu¸c˜oes com altas concentra¸c˜oes de
eletr´olitos usando a abordagem de “componentes viriais” de Pitzer para a corre¸c˜ao dos
coeficientes de atividade. A capacidade do modelo de rea¸c˜ao possibilita o c´alculo:
1. especia¸c˜ao aq¨uosa e c´alculo do ´ındice de satura¸c˜ao;
2. solubilidade mineral;
3. titula¸c˜ao e mistura de solu¸c˜oes aq¨uosas;
4. c´alculo de rea¸c˜oes irrevers´ıveis e transferˆencias de massa ´agua-mineral;
5. curso de rea¸c˜ao.
O resultado calculado para cada solu¸c˜ao aq¨uosa inclue o coeficiente osm´otico, a
atividade da ´agua, os ´ındices de satura¸c˜ao das fases minerais, os coeficientes de atividade
m´edios, os coeficientes de atividade totais e os valores de pH dependentes de escala, as
2
brines
45
atividades iˆonicas individuais e os coeficientes de atividade iˆonica individuais. A base
de dados dos parˆametros de intera¸c˜ao de Pitzer ´e fornecido `a 25
o
C para o sistema Na-
K-Mg-Ca-H-Cl-SO
4
-OH-HCO
3
-CO
3
-CO
2
-H
2
O e ´e extendido para a inclus˜ao de dados
da literatura para o Fe(II), Mn(II), Sr, Ba, Li e Br com o fornecimento de c´alculos `a
temperaturas diferentes de 25
o
C.
A op¸c˜ao pelo software PHRQPITZ deve-se em primeiro lugar por ser um software
livre e por possibilitar o c´alculo em ampla diferen¸ca de for¸cas iˆonicas, ao contr´ario de
diversos outros softwares dispon´ıveis.
Crawford (1999) apresenta as principais caracter´ısticas dos programas de rea¸c˜ao
geoqu´ımica livres e comerciais dispon´ıveis. Ressalta-se que s˜ao dispon´ıveis somente as
equa¸c˜oes de Davis, Debye-Huckel extendida e de Pitzer. As demais equa¸c˜oes para for¸cas
iˆonicas inferiores a 2 ou mais molar n˜ao est˜ao dispon´ıveis, ´e o caso da SIT model -
Bronsted-Guggenheim-Scatchard citada na tabela 4 anteriormente. O autor tamb´em apre-
senta um quadro comparativo das caracter´ısticas dos programas de rea¸c˜oes geoqu´ımica
acopladas a transporte de dom´ınio p´ublico e comerciais.
46
1.2 Justificativa
A partir da abordagem realizada e a estrutura¸c˜ao dos conceitos fundamentais para
a execu¸c˜ao deste estudo, fica evidente a importˆancia econˆomica e hidrogeoqu´ımica do
ambiente de manguezal na zona costeira. Atualmente ´e tamb´em reconhecido que a des-
carga da ´agua subterrˆanea ´e considerada como contribuinte fundamental na ciclagem de
nutrientes para a zona costeira devido ao volume relativo ao seu aporte que, apesar de
lento, ´e constante e de grande volume. No ambiente dos manguezais de regi˜oes tropi-
cais a contribui¸c˜ao dos fluxos de nutrientes derivado da descarga da ´agua subterrˆanea de
ambientes de manguezal ´e pouco estudada.
Especificamente na ba´ıa de Sepetiba, os ecossitemas de manguezal exercem rele-
vante papel na fixa¸c˜ao de metais historicamente. A partir da abordagem realizada e a
estrutura¸c˜ao dos conceitos fundamentais para a execu¸c˜ao deste estudo, fica evidente a
importˆancia econˆomica e hidrogeoqu´ımica do ambiente de manguezal na zona costeira. A
descarga da ´agua subterrˆanea ´e considerada como contribuinte fundamental na ciclagem
de nutrientes para a zona costeira devido ao volume relativo do seu aporte que, apesar
de lento, ´e constante e de grande volume. No ambiente de manguezais de regi˜oes tro-
picais a contribui¸c˜ao dos fluxos de nutrientes derivado da descarga da ´agua subterrˆanea
de ambientes de manguezal ´e pouco estudada. Neste contexto, desconhece-se estudos
especificos direcionados `a quantifica¸c˜ao dos fluxos de nutrientes das ´aguas subterrˆaneas
provenientes de manguezais e sua importˆancia no balan¸co total atribu´ıdos `as descargas
das ´aguas subterrˆaneas e dos rios que aportam para a ba´ıa de Sepetiba.
Qual o comportamento da ´agua subterrˆanea na interface continente oceano em
ambientes de manguezais?
47
1.3 Objeto Geral
Estimar a descarga da ´agua subterrˆanea em um ambiente de manguezal quantifi-
cando os fluxos de elementos para a ba´ıa de Sepetiba, RJ.
1.4 Objetivos Espec´ıficos
1. Investigar se e quais caracter´ısticas hidrogeoqu´ımicas das ´aguas subterrˆaneas dos
piezˆometros apresentam compartimentadas de acordo com as f´acies geobotˆanicas
identificadas na ´area de estudo;
2. Identificar os principais comportamentos dos parˆametros nas f´acies geobotˆanicas
estudadas;
3. Determinar os principais processos controladores das caracter´ısticas das ´aguas sub-
terrˆaneas em ambientes de manguezal;
4. Estimar os fluxos de nutrientes e metais das ´aguas subterrˆaneas para a ba´ıa de
Sepetiba.
48
2
´
AREA DE ESTUDO
2.1 Aspectos Fisiogr´aficos
A regi˜ao da ba´ıa de Sepetiba est´a localizada a 60 km a oeste da cidade do Rio de
Janeiro. Composta por uma popula¸c˜ao aproximadamente de 1,2 milh˜oes de habitantes,
a regi˜ao ´e tamb´em uma importante ´area industrial. Na regi˜ao da ba´ıa de Sepetiba est˜ao
instaladas cerca de 400 ind´ustrias, incluindo sider´urgicas de grande porte, meta´urgicas
e ind´ustrias qu´ımicas. Grande parte destas ind´ustrias encontram-se concentradas nos
munic´ıpios de Queimados, Itagua´ı, Campo Grande e Santa Cruz. Al´em das ind´ustrias e
n´ucleos urbanos a regi˜ao possui uma crescente atividade tur´ıstica e tamb´em pesqueira,
com desembarque de 1000 a 2000 toneladas de pescado por ano Lacerda et al., (1988);
Marins et al., (1997). Na figura 5 pode-se ver a estrutura do porto de Itagua´ı.
A
´
Area de Prote¸c˜ao da Praia da Brisa localiza-se na Enseada das Gar¸cas na Ba´ıa
de Sepetiba, esta compreendida entre os paralelos 22
o
59
e 23
o
00
de latitude sul e os
meridianos 43
o
39
e 44
o
00
de longitude oeste no litoral sul do Estado do Rio de Janeiro.
As figuras 6 e 7 apresentam a localiza¸c˜ao da ´area de estudo em rela¸c˜ao `a ba´ıa de Sepetiba e
a imagem da APA da praia da Brisa em rela¸c˜ao `a Sepetiba, realizada pelo sat´elite Ikonos,
respectivamente.
A regi˜ao que compreende a ´area de prote¸c˜ao ambiental (APA) da Praia da Brisa
tem um clima na plan´ıcie, quente e ´umido com esta¸c˜ao chuvosa no ver˜ao (AW na classi-
49
Figura 5: Vista do porto de Itagua´ı, Ba´ıa de Sepetiba, RJ
fica¸c˜ao de K¨oppen) e, mesot´ermico com ver˜ao brando e chuvoso, nas regi˜oes mais altas
(CW na classifica¸c˜ao de K¨oppen). A Figura 8 apresenta a precipita¸c˜ao m´edia ocorrida
nas esta¸c˜oes pluviom´etricas de de Santa Cuz, Sepetiba e Guaratiba.
A ´area foi subdividida por Dias Brito et al., (1982) de acordo com crit´erios geo-
morfol´ogicos e geobotˆanicos (figura 9): (1) A Plan´ıcie de Mar´e Superior (f´acie Mangue
composta pelas duas sub-f´acies Sub-f´acie Spartina e Sub-facie Salic´ornia); (2) A Plan´ıcie
de Mar´e Inferior ´e constitu´ıda pela f´acie mangue e pela sub-facie Spartina, esta compreen-
dida entre os n´ıveis de mar´e alta e baixa, com sedimentos predominantemente argilosos
(Sub-f´acie Spartina) e argilo-arenosos (F´acies Mangue).
A figura 10 apresenta a estrutura esquem´atica do perfil geom´orfico-geobotˆanico. A
Sub-f´acie Spartina, com cerca de 30 metros de largura, forma um cord˜ao que barra a mar´e,
e indica um processo de sedimenta¸c˜ao ativo, resultado de uma retomada na sedimenta¸c˜ao
em ´area anteriormente submetida a processos erosivos. A F´acies Mangue (manguezal
externo) sucede a sub-facie Spartina em direo ao continente tem cerca de 50 metros de
largura onde ocorrem as esp´ecies Rhizophora mangle L., Avicennia schaueriana Stapf.
Et Leechman, e, em menor propor¸c˜ao, Laguncularia racenosa (L.) Gaertn. As ´arvores
50
Baía
deSepetiba
EstadodoRiodeJaneiro
Brasil
45º00' 44º00' 43º00'
42º00'
23º00'
22º00'
21º00'
Oceano Atlântico
42º00'
23º00'
N
APA daBrisa
Sepetiba,RJ
0 75 150 Km
Figura 6: Localiza¸c˜ao da APA da praia da Brisa, Sepetiba, RJ
cobrem densamente esta ´area e sua altura diminui gradativamente em dire¸c˜ao `a plan´ıcie
de mar´e superior.
Na plan´ıcie de mar´e superior, composta da zona chamada apicum e do manguezal
interno, ocorre uma faixa com cerca de 70 metros de largura quase completamente sem
cobertura vegetal, devido a alta salinidade caracter´ıstica, ocorrendo apenas campos iso-
lados de Salicornia gaudichaudiana L., e raros esp´ecimes an˜oes de Avicennia schaueriana.
Esta ´area ´e atingida apenas pelas mar´es siz´ıgia, ficando, portanto, exposta subaereamente
por longos per´ıodos. Seus sedimentos s˜ao de granulometria fina, bastante imperme´avel,
e conseq¨uentemente por esta raz˜ao ocorre reten¸c˜ao de ´agua que evapora intensamente
levando `a cristaliza¸c˜ao de sais na superf´ıcie de gretas de ressecamento. Corresponde `a
F´acies Caranguejo, definida por Roncarati (1976, apud DIAS BRITO et al., 1982).
Atr´as da F´acies Caranguejo ocorre uma segunda faixa de mangue (manguezal
interno), de cobertura vegetal mais esparsa que a primeira, com cerca de 40 metros de
largura, e com as mesmas esp´ecies identificadas anteriormente, aqui denominadas F´acies
Mangue da Plan´ıcie de Mar´e Superior. No entanto, ´e interessante notar que embora este
51
Figura 7: Imagem do sat´elite Ikonos da localiza¸c˜ao da APA da Brisa, Ba´ıa de Sepetiba,
RJ
Fonte: http://maps.google.com
manguezal possa ser classificado como franja, nenhuma zona¸c˜ao bem definida das esp´ecies
´e identificada.
Posteriormente `a faixa de manguezal interna que comp˜oe a plan´ıcie de mar´e poste-
rior, foi inclu´ıda a Zona Continental formada pela f´acies denominada gram´ınea e a ´ultima
denominada Mata Atlˆantica. Esta ´area foi escolhida para ser monitorada por apresentar
caracter´ısticas marcadamente distintas do manguezal e presumindo-se que a ´agua sub-
terrˆanea oriunda do continente desloca-se em dire¸c˜ao `a ba´ıa de Sepetiba passando pelo
manguezal.
2.2 Aspectos Geol´ogicos
Na ´area noroeste da APA de praia da Brisa, precisamente na regi˜ao compreendida
52
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Santa Cruz Sepetiba Guaratiba
Figura 8: Precipita¸c˜ao m´edia (mm) nas esta¸c˜oes pluviom´etricas de Santa Cruz, Sepetiba
e Guaratiba no ano de 2003
Fonte: GEORIO
entre o saco do Pia´ı - ´area mais pr´oxima da APA - e a ilha da Pescaria ´e delimitada
pelos vales do rio Guandu e Itagua´ı e, ao norte pela crista interior da Serra do Mar
(FRANCISCO, 1977).
Entre as fei¸c˜oes principais que comp˜oem a morfologia no trecho estudado do li-
toral de Sepetiba destacam-se as pequenas colinas alinhadas a SO-NE e cujos n´ıveis de-
crescem do interior (50-65 m) para a faixa costeira, de modo escalonado, chegando ao
mar onde fazem representar pelas ilhotas do Tatu e Pescaria. Tais colinas isoladas por
faixas rebaixadas cobertas por sedimentos parecem ter desempenhado importante papel
no desenvolvimento geol´ogico local, servindo de apoio aos dep´ositos sedimentares que,
gradativamente, iam-se acumulando No trecho estudado, a drenagem ´e pobre e a contri-
bui¸c˜ao aluvial direta ´e muito restrita. Os maiores cursos d’´agua ficam afastados, a SE
(rio Piraquˆe) e a NO (Rio Guandu) (FRANCISCO, 1977).
Os pont˜oes mais salientes apresentam composi¸c˜ao gn´aissica com forte presen¸ca de
quartizito. A resistˆencia desta rocha `a decomposi¸c˜ao e `a desagrega¸c˜ao permitiu, talvez,
53
Figura 9: Imagem do sat´elite Ikonos do Perfil geomorfol´ogico-geobotˆanico
Fonte: http://google.maps.com
PlaníciedeMaréInferior
FácieSpartina
ManguezalExterno FácieCarangueijo Mang.Interno
ZonaContinental
FácieGramínea
Mata Atlântica
0 10 20
m
Mata
AtlânticaRizophoraMangle
AviceniaShaueriana
Spartina
Gramineas
PlaníciedeMaréSuperior
A
A'
Figura 10: Estrutura esquem´atica do perfil geomorfol´ogico-geobotˆanico da ´area de estudo,
APA da Brisa, enseada das Gar¸cas, ba´ıa Sepetiba, RJ
54
a manuten¸c˜ao das ilhas atuais e pret´eritas, nos n´ıveis a que se situam e situavam, in-
fluenciando, assim, decisivamente, os processos de acumula¸c˜ao. Contribuem, tamb´em,
os quartizitos, com grande parcela dos gr˜aos de quartzo das areias e para a presen¸ca de
mateiral grosseiro, predominantemente anguloso, em meio aos sedimentos, inclusive nas
vasas finas de certos trechos (FRANCISCO, 1977).
Essencialmente constitu´ıda pelo Embasamento Pr´e-Cambriano, aflorando nas pe-
quenas eleva¸c˜oes isoladas e nos pont˜oes rochosos, cortados por diques de rochas b´asicas e
alcalinas, ´e recoberto, em parte, por dep´ositos cenoz´oicos. O embasamento Pr´e-Cambriano
´e a´ı representado por gnaisses e quartizito, fortemente dobrados. No saco do Pia´ı aflora
o microclina-gnaisse semifacoidal passando `a quartizito que forma a ponta mais resis-
tente avan¸cando mar adentro e separando o saco do Pia´ı da praia das Caldas. Acha-se
a´ı a fal´esia de dire¸c˜ao NE, ao p´e da qual se espalham detritos de toda sorte, mormente
fragmentos de quartizitos em mistura com restos de animais marinhos e moluscos prici-
palmente (FRANCISCO, 1977).
O quartizito acha-se bastante diaclasado e fragmenta-se com relativa facilidade,
em dire¸c˜oes preferenciais. Preenchendo fraturas, acha-se um material de cor castanha,
compacto, identificado como limonita. Trata-se, ao que parece, de uma contamina¸c˜ao da
s´ılica pela limonita, sendo que alguns dos diques de rocha alcalina mencionados mostram,
tamb´em, sinais de concentra¸c˜ao de material semelhante. A ponta do Ipiranga, que ´e o
ponto do trecho em estudo mais avan¸cado em dire¸c˜ao ao mar ´e constitu´ıdo de biotita-
gnaisse rico em granada, na por¸c˜ao meridional, e microclina-gnaisse (facoidal) no restante,
´e cortado por diques de rocha alcalina de dire¸c˜ao NE, englobando faixas de quartizito apa-
rentemente concordantes com o quartizito do saco do Pia´ı. Abaixo da ponta do Ipiranga
o alinhamento do litoral passa para NO-SE. Nesta dire¸c˜ao, estende-se a faixa arenosa que
vai at´e a ponta do Pia´ı, onde se observa microclina-gnaisse cortado por dique de fonolito
e outro diab´asio, ambos NE (FRANCISCO, 1977).
O morro de Sepetiba, a maior eleva¸c˜ao do trecho litorˆaneo de Sepetiba (66m), ´e
55
constitu´ıdo de microclina-gnaisse semifacoidal em contato com quartizito e cortado por
um dique de bostonito. Este dique tem dire¸c˜ao aproximada de 45
o
NE, prolongando-
se para o SO e aflorando na ponta dos Marinheiros. sua espessura na fal´esia do morro
de Sepetiba ´e de aproximadamente trˆes metros, achando-se decomposto (FRANCISCO,
1977).
Francisco (1977) resume a litologia do litoral de Sepetiba da seguinte forma:
1. rochas magm´aticas:
(a) ´acidas: granitos, pegmatitos;
(b) b´sicas: diab´asios;
(c) alcalinas: fonolitos, bostonitos;
2. rochas metam´orficas:
(a) gnaisses de v´arios tipos;
(b) quartizitos;
3. rochas sedimentares e sedimentos inco erentes:
(a) dep´ositos cl´asticos rud´aceos, arenosos e lutitos;
(b) dep´ositos orgˆanicos artificiais (sambaquis) e naturais;
Radioatividade em Sepetiba
´
E conhecida a presen¸ca de minerais radioativos,
tanto em rochas quanto em ´areas de Sepetiba. Leonardos Jr. e Santos (1972, apud
FRANCISCO, 1977) afirmam que as areias de Sepetiba s˜ao ricas em monazita apresentam
composi¸c˜oes em torno de 15% de monazita e 16% de zirconita, na ponta do Ipiranga e
ilha da Pescaria. De acordo com os citados autores, a monazita apresenta-se em cristais
perfeitos, em leitos irregulares, no quartizito, considerada a concentra¸c˜ao prim´aria daquele
mineral em Sepetiba. A monazita apresenta cerca de 6% de ThO
2
e 0,32% de U
3
O
8
.
56
Hussein et al. (1970, apud FRANCISCO, 1977) decrevem resultados de pesquisas
realizadas no norte da
´
Africa (Egito) onde notam a ocorrˆencia de ”sills”e diques de bos-
tonitos do Cret´aceo superior (80 a 100 m.a.). Os bostonitos cortam rochas sedimentares,
principalmente siltitos e conglomerados de idade pr´e-cret´acica. A hematiza¸c˜ao ´e observada
com freq¨uˆencia, especialmente em contatos e falhas, ocorrendo juntamente com ´oxidos de
manganˆes, nas zonas brechiadas ou microfraturas. As rochas alcalinas revelaram elevado
´ındice radioativo. Por outro lado, apontam uma rela¸c˜ao entre a radioatividade e a hema-
tiza¸c˜ao e uma prov´avel origem hidrotermal para a mineraliza¸c˜ao de urˆanio, no bostonito.
E, finalmente, sugerem como ligados `as rochas boston´ıticas todas as anomalias radioati-
vas da ´areas. Francisco (1977) faz uma analogia da regi˜ao de Sepetiba com o trabalho de
Hussein et al. (1970, apud FRANCISCO, 1977) no que diz respeito `a radioatividade da
´area e levanta algumas quest˜oes com rela¸c˜ao aos bostonitos, se seriam radioativos em si e
se, a hematiza¸c˜ao estaria ligada `a mineraliza¸c˜ao de minerais radioativos.
O estudo desenvolvido por Wasserman (2001) com testemunhos dos sedimentos
nos manguezais da APA da Praia da Brisa e ao norte da ba´ıa de Sepetiba apresentaram
caracter´ısticas importantes com rela¸c˜ao a caracteriza¸c˜ao granulom´etrica. Na ´area da
praia da Brisa, s´o foi poss´ıvel a retirada manual - sem aux´ılio de m´aquina - de 30cm de
testemunho na ´area pertinente ao apicum, devido a extrema compacta¸c˜ao do sedimento
abaixo desta profundidade.
2.3 Locais de Amostragem
As amostragens foram realizadas em dois locais distintos. As coletas realizadas na
APA da Praia da Brisa, em Sepetiba, objetivaram a investiga¸c˜ao da hidrogeoqu´ımica da
´agua subterrˆanea no ambiente de manguezal e da ´agua do mar. A coleta realizada no
57
c´orrego junto `a estrada de acesso `a Sepetiba teve como fu¸c˜ao a compara¸c˜ao com uma ´agua
continental superficial de curto tempo de residˆencia. Pode ser observado na figura 11 os
locais onde foram realizadas as campanhas de amostragem. Na ´area 1 foram coletados
os testemunhos e as amostras de ´agua dos piezˆometros e da ´agua do mar e, na ´area 2
foram coletadas as amostras de ´agua de um c´orrego para se realizar uma compara¸c˜ao das
caracter´ısticas hidroqu´ımicas de uma ´area fora da influˆencia dos manguezais e da mar´e.
Fonte: http://maps.google.com
Figura 11: Imagem do satlite Ikonos da localiza¸c˜ao dos locais de amostragem de ´agua
subterrˆanea (1), ´agua do mar (1) e de rio (2)
58
3 MATERIAIS E M
´
ETODOS
3.1 Georeferenciamento
Na ´area de estudo foram instalados quatro piezˆometros para monitoramento da
´agua e retirados um testemunho para an´alise e descri¸c˜ao sedimentar. Os testemunhos
distam cerca de 10 a 15m em rela¸c˜ao aos respectivos piezˆometros nos locais de amostragem
As coordenadas geogr´aficas correspondente aos locais de amostragem dos pieˆometros e dos
testemunhos 5. foram obtidas com aux´ılio de um GPS port´atil (GARMIN III).
Foi instalado um po¸co piezom´etrico de PVC de dois metros de profundidade em
cada unidade do perfil geomorfol´ogico-geobotˆanico . Os testemunhos foram coletados em
tubos de alum´ınio com 2,85 m de profundidade e com 3 polegadas de diˆametro. Ambos
est˜ao localizados perpendicularmente `a linha de costa e os pontos de amostragem est˜ao
distantes em torno de trinta metros entre si. Na figura 12 s˜ao apresentadas os locais
de amostragem dos testemunhos e dos piezˆometros em rela¸c˜ao ao perfil geom´orfico e
Tabela 5: Georeferenciamento dos locais de amostragem
Local Amostra Latitude (S) (zona 23) Longitude (O)(zona 23)
Geod´etico UTM Geod´etico UTM
1 Pi 22
o
59’38” 7456496 46
o
20’27” 637747
2 Pi T 22
o
59’38” 7456508 46
o
20’40” 637815
3 Pi 22
o
59’37” 7456531 46
o
20’42” 637870
4 Pi 22
0
59’35” 7456591 46
o
20’43” 637894
(Tipo de amostra: P-Piezˆometro, T-testemunho)
59
Figura 12: Imagem Ikonos com a localiza¸c˜ao pontos de amostragem amostragem em
rela¸c˜ao ao perfil geom´orfico-geobotˆanico.
geobotˆanico.
3.2 Amostragem
3.2.1
´
Aguas
Para melhor entender as varia¸c˜oes da hidrogeoqu´ımica da ´agua subterrˆanea dos
po¸cos piezom´etricos analisados durante o per´ıodo em estudo, adotou-se a coleta mensal,
com exce¸c˜ao nos meses de julho e setembro, durante o ano de 2003. Desta forma, foram
avaliados a periodicidade da amostragem e a variabilidade espacial da hidrogeoqu´ımica
da ´agua subterrˆanea. A coleta da ´agua do rio foi realizada observando as mesmas da-
tas. Foram utilizados frascos de polietileno e de vidro ˆambar, previamente lavados com
´acido clor´ıdrico 2% e rinsados com ´agua destilada para completa remo¸c˜ao do ´acido, e,
60
posteriormente etiquetados. Ap´os o esgotamento completo dos po¸cos, foi utilizada uma
seringa acoplada a um tubo de polietileno de dois metros de comprimento para obten¸c˜ao
das al´ıquotas. O Eh, temperatura, pH e condutividade foram determinados no campo.
Posteriormente `a coleta, o armazenamento das amostras foi realizado utilizando-se fras-
cos diferenciados de acordo com o parˆametro ou grupo de parˆametros a serem analisados.
Antes da coleta, os frascos foram rinsados pelo menos trˆes vezes com a ´agua do pr´oprio
po¸co. As al´ıcotas receberam a adi¸c˜ao de conservantes e foram refrigeradas `a 4 ◦C. Para
a determina¸c˜ao de metais, a al´ıquota foi filtrada em filtros de acetato de celulose de 45
µm e conservada com adi¸c˜ao de 1ml de ´acido n´ıtrico concentrado. Para a determina¸c˜ao
de Carbono Orgˆanico e sulfetos a al´ıquota foi acondicionada em frascos de vidro ˆambar
e conservada com adi¸c˜ao de 1ml de ´acido fosf´orico concentrado e adi¸c˜ao de acetato de
zinco em p´o respectivamente. Ap´os a adi¸c˜ao dos conservantes todas as amostras foram
refrigeradas `a 4C. O particulado em suspens˜ao retido nos filtros foram referenciados e
congelados para an´alise posterior por Ativa¸c˜ao Neutrˆonica.
Neste estudo optou-se pela normaliza¸c˜ao do particulado filtrado das amostras dos
piezˆometros com os condritos por ampliarem as diferen¸cas de escala e facilitarem a iden-
tifica¸c˜ao das anomalias do Ce e do Eu. Desta forma pode-se utilizar as argilas para a
normaliza¸c˜ao de ´aguas naturais e os condritos para a normaliza¸c˜ao de sedimentos e rochas.
3.2.2 Sedimentos
Para a coleta do testemunho da f´acie Ap foi utilizado equipamento tipo “vibra-
core” que ´e basicamente composto por um motor dois-tempos `a gasolina onde a vibra¸c˜ao
´e transmitida para o cano de alum´ınio atrav´es de um mangote fixado na sua extremidade.
Posteriormente ao cravamento do testemunho no sedimento o mesmo foi retirado atrav´es
de uma estrutura met´alica armada em trip´e com uma talha acoplada para a retirada do
testemunho conforme pode ser visto na figura 3.2.2
61
Figura 13: Retirada de um testemunho do manguezal interno.
62
3.3 An´alises
3.3.1
´
Aguas
Para este trabalho foram determinados: pH, Eh, Condutividade, Na
+
, K
+
, Mg
2+
,
Ca
2+
, PO
3−
4
, SO
2−
4
, SiO
2
, Cl
−
, Alcalinidade. A determina¸c˜ao do pH foi realizada utilizando-
se um potenciˆometro de campo marca OAKTON modelo WD-35615-62 calibrado com
solu¸c˜oes tamp˜ao de pH 4,0 (composta de 50 ml de C
8
H
5
O
4
K a 0,1 M e 0,4 ml de NaOH a
0,1M);e pH 7,2 (composta por 50 ml de H
2
KPO
4
a 0,1 M e 35 ml de NaOH a 0,1 M). O
Eh foi determinado no mesmo aparelho e calibrado com solu¸c˜ao padro. A condutividade
foi determinada com um condutiv´ımetro de bancada marca Digimed modelo DM-31 cali-
brado com solu¸c˜ao padr˜ao de KCl de condutividade de 1412 mS.cm
−1
a 25.
◦
C, fabricado
pela Digimed. As determina¸c˜oes de SO
2−
4
e Cl
−
foram realizadas por cromatografia iˆonica
l´ıquida. As determina¸c˜oes de SiO
2
e PO
3−
4
foram realizadas por colorimetria de acordo
com o m´etodo recomendado por GRASSHOFF (1983). A alcalinidade total foi deter-
minada utilizando-se o m´etodo proposto por Carmouze (1994) que consiste em titula¸c˜ao
potenciom´etrica. As determina¸c˜oes de Na
+
e K
+
foram realizadas por espectrometria de
emiss˜ao atˆomica e os c´ations Ca
2+
e Mg
2+
tamb´em atrav´es de espectrometria de absor¸c˜ao
atˆomica com adi¸c˜ao de solu¸c˜ao de lantˆanio em um aparelho Varian.
As amostras do particulado retido nos filtros foram analisadas para a determina¸c˜ao
de Ce pela mesma metodologia utilizada por Wasserman et al. (2001) e Pellegatti
(2000) descrita a seguir. Os padr˜oes dos elementos a serem analisados foram preparados
pipetando-se sob lˆampada de raios infra-vermelho 50 µl das solu¸c˜oes padr˜ao dos elementos,
em alguns casos solu¸c˜oes multielementares, sobre tiras de papel de filtro Whatman n
o
40
com aproximadamente 1cm de largura e 5 cm de comprimento. Os pap´eis de filtro assim
63
preparados foram acondicionados em envelopes de polietileno, para serem posteriormente
irradiados em conjunto com os materiais de referˆencia a serem analisados. As solu¸c˜oes
padr˜ao foram preparadas dissolvendo-se os elementos da forma de sais ou ´oxidos, espec-
trometricamente puros, em ´acidos inorgˆanicos em concentra¸c˜oes adequadas e pela dilui¸c˜ao
de solu¸c˜oes padr˜ao da marca SPEX CERTIPREP. As amostras e os padr˜oes foram irra-
diados por 8 horas atrav´es de um fluxo termal de 1013 cm-2s-1, no reator nuclear IEA-R1
do instituto de Pesquisas Energ´eticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP). As medidas da ati-
vidade do raio gama induzido foram determinadas no detector Ge hiperpuro GMX20190
(CANBERRA). O analisador multicanal conectado a um computador PC atrav´es de uma
placa CANBERRA S-100 canal 8192. A resolu¸c˜ao (FWHM) do sistema foi de 1,90 keV
para 1332 keV de raio gama do 60Co. Duas s´eries de contagens foram realizadas, uma
no primeiro dos cinco dias ap´os a irradia¸c˜ao e a segunda no primeiro dos 15 dias ap´os a
irradia¸c˜ao. Os tempos de contagem variaram de 1 a 2,5 h. O espectro de raio-gama foi
processado usando o software SAMPO90 que localiza as posi¸c˜oes dos picos e calcula as
energias e as ´areas.
3.3.2 Sedimentos
No laborat´orio, o testemunho foi aberto com o aux´ılio de uma serra el´etrica dividindo-
o em metades de igual espessura. Isto possibilitou a sua descri¸c˜ao,bem como os ensaios
fotogr´aficos e a amostragem de al´ıquotas para as an´alises futuras. A descri¸c˜ao foi rea-
lizada de acordo com as caracter´ısticas de contatos entre as diferentes f´acies, textura e
constitui¸c˜ao granulom´etrica. A colora¸c˜ao e a textura foram classificadas obedecendo a
uma carta de solos (Munsell Chart) e a classifica¸c˜ao dos contatos, constitui¸c˜ao granu-
lom´etrica e se¸c˜ao precisa do testemunho em sub-amostras de espessuras pr´e-determinadas
2cm foi facilitada pela utiliza¸c˜ao de esp´atulas, pin¸cas, etc. As amostras secionadas foram
acondicionadas em recipientes pl´asticos limpos, a fim de se evitar sua contamina¸c˜ao. As
64
amostras dos testemunhos foram divididas em duas al´ıquotas, onde uma foi utilizada para
an´alise granulom´etrica (fra¸c˜ao < 63µm) e a outra armazenada. A an´alise granulom´etrica
foi realizada lavando-se asamostras em peneiras de nylon com fra¸c ao < 63µm seguido por
secagem das duas fra¸c˜oes resultantes. Ap´os este procedimento foram pesadas e calculadas
as fra¸c˜oes fina < 63 µm. A segunda al´ıquota foi seca nos cubos de determina¸c˜ao de den-
sidade por um per´ıodo de 24h `a uma temperatura de 60
o
C. Ap´os a secagem, as amostras
foram cuidadosamente embaladas em sacos de polietileno e guardadas at´e as an´alises.
3.3.3 Estat´ıstica
A abordagem estat´ıstica, por sua vez, engloba diversos m´etodos: an´alise fatorial,
distribui¸c˜ao de freq¨uˆencias, an´alises de cluster, etc. A an´alise fatorial consiste na ferra-
menta estat´ıstica mais largamente utilizada na interpreta¸c˜ao de dados geoqu´ımicos
Basicamente a an´alise fatorial permite a redu¸c˜ao do n´umero de vari´aveis (R-mode)
ou a redu¸c˜ao do n´umero de amostras (Q-mode), facilitando a interpreta¸c˜ao dos processos
geoqu´ımicos que atuam numa determinada regi˜ao. Com um campo de aplica¸c˜oes vasto,
a an´alise fatorial foi utilizada na avalia¸c˜ao da contamina¸c˜ao pela intrus˜ao marinha no
aq¨u´ıfero localizado na costa deltaica do Cauvery Basin, na ndia, estudada por Jaykumar;
Siraz (1997), utilizando dados da qualidade da ´agua subterrˆanea para a gera¸c˜ao de curvas
de isovalores. Haase; Possoli (1993) utilizaram essa mesma t´ecnica para a elabora¸c˜ao de
um ´ındice de qualidade de ´agua atrav´es da compara¸c˜ao de dois regimes hidrol´ogicos no
Rio Grande do Sul, identificando as tendˆencias temporais dos regimes estudados. Paces
(1972) utilizou as freq¨uˆencias dos´ındices de desequil´ıbrio mineral estabelecidos a partir das
rea¸c˜oes de intemperismo das rochas na caracteriza¸c˜ao de alguns processos f´ısico-qu´ımicos
que controlam a composi¸c˜ao qu´ımica da ´agua subterrˆanea.
A abordagem estat´ıstica aplicada neste trabalho utiliza a an´alise fatorial para as
an´alises de similaridades entre vari´aveis (R-mode) ou entre amostras (Q-mode) simpli-
65
ficando a interpreta¸c˜ao dos dados a partir da sua redu¸c˜ao em grupos de vari´aveis ou
amostras. O prop´osito b´asico da t´ecnica ´e encontrar fator(es) associados a um ou mais
processos que explique(m) o maior percentual da variˆancia de um grande n´umero de dados.
Drever (1997) sugere que os coeficientes de correla¸c˜ao podem ser associados intensidade
dos processos qu´ımicos descritos por cada fator. Valores negativos pr´oximos de -1 refle-
tem ´areas que n˜ao s˜ao afetadas por determinados processos; e, valores positivos, pr´oximos
de +1, refletem ´areas que s˜ao fortemente afetadas. Os fatores pr´oximos de zero refletem
´areas que n˜ao apresentam claramente sua rela¸c˜ao com o processo estudado. Supondo uma
matriz de N vari´aveis medidas em n amostras presumidamente em diferentes localiza¸c˜oes.
A an´alise fatorial inicia-se com a padroniza¸c˜ao das vari´aveis pela f´ormula 3.1 como
descrito em Drever (1997):
Z
ij
=
(d
ij
−
¯
d
i
)
s
i
(3.1)
onde d*i e s
i
s˜ao a m´edia e o desvio padr˜ao de todo d
ij
, para j=1,n O procedimento
expressa as vari´aveis padronizadas em termos de k fatores onde, k normalmente ´e muito
menor do que n, como visto a seguir na eq¨ua¸c˜ao 3.2;
Z
ij
= L
i1
f
j1
+ L
i2
f
j2
+ L
ik
f
kj
+ e
ij
= SL
ik
f
kj
+ e
ij
(3.2)
onde f1j, f2j, ... fkj s˜ao os fatores que s˜ao comuns a todas as vari´aveis z
ij
e e
ij
representam a parte da variˆancia para cada z que n˜ao ´e explicada pelos fatores comuns.
O coeficiente L
ik
´e chamado de peso da vari´avel i sobre o fator k. Os pesos s˜ao, assim,
a medida da extens˜ao de cada fator associado com uma vari´avel particular. Como mate-
maticamente a escolha da s´erie de fatores n˜ao ´e ´unica, o fator tem que ser ajustado com
um crit´erio particular chamado de rota¸c˜ao. O mais comumente usado ´e o chamado de
rota¸c˜ao ”Varimax”, que tem o efeito de produzir uma s´erie de fatores n˜ao correlacion´aveis
com cada vari´avel que tenha peso alto sobre alguns fatores e perto de zero para outros.
66
A medida do quanto a variˆancia de uma vari´avel particular ´e descrita por uma s´erie de
fatores particulares ´e chamada de comunalidades. A comunalidade para a vari´avel ith ´e
expressa pela eq¨ua¸c˜ao 3.3
Comunalidade =
k
j=1
L
ik
(3.3)
Comunalidade ´e a fra¸c˜ao da variˆancia da vari´avel ith que ´e explicada por N fatores. Ideal
seria se todas as comunalidades de todas as vari´aveis fossem reduzidas a uma. Se a an´alise
fatorial ´e calculada com sucesso, o N ser´a pequeno, as comunalidades ter˜ao valores altos
e os fatores ser˜ao associados particularmente com as fontes dos processos.
67
4 RESULTADOS E DICUSS
˜
AO
4.1 Caracter´ısticas F´ısicas
4.1.1 Topografia
Os resultados da determina¸c˜ao do nivelamento topogr´afico dos pontos relativos aos
piezˆometros s˜ao apresentados na tabela 6 e na tabela 7 onde s˜ao apresentadas as alturas
relativas ao n´ıvel piezom´etrico. Pode-se observar que durante o per´ıodo de monitoramento
o P2 foi o que apresentou os n´ıveis piezom´etricos mais rasos (mais pr´oximos do solo). De
forma geral a varia¸c˜ao entre o piezˆometro P4 e o P1 ´e de 0,257 m somente. Por outro lado
a varia¸c˜ao entre o piezˆometro P3 e o P2 ´e de apenas 0,030 m caracterizando um perfil
praticamente plano nesta faixa de contato. Esta caracter´ıstica influencia diretamente na
inunda¸c˜ao da mar´e no sistema e, no seu posterior escoamento. Esta caracter´ıstica aliada
ao sedimentos finos superficiais resulta na acumula¸c˜ao de ´agua observada na f´acie apicum
onde localiza-se o piezˆometro P2.
Tabela 6: Cotas altim´etricas relativas a P1 dos piezˆometros de amostragem
p3cm
Ponto P1 P2 P3 p4
Cota (m) 0 0,115 0,145 0,257
68
Tabela 7: N´ıveis piezom´etricos determinados nos piezˆometros de amostragem
N´ıvel piezom´etrico * (m)
Mˆes P1 P2 P3 P4
Jan 0,18 0,17 0,14 0,14
Fev 0,83 0,18 0,70
Mar 0,18 0,17 0,14 0,14
Abr 0,38 0,09 0,27 0,00
Mai 0,30 0,19 0,39 0,05
Jun 0,27 0,24 0,53 0,51
Ago 0,13 0,10 0,17 0,62
* j´a descontada a altura relativa `a distˆancia entre o n´ıvel do solo e a boca do piezˆometro.
4.1.2 Precipita¸c˜ao Acumulada
Na figuras 14 s˜ao apresentados os n´ıveis piezom´etricos determinados na tabela 7.
Pode-se identificar a predominˆancia do n´ıvel piezom´etrico mais elevado no piezˆometro P4
em rela¸c˜ao ao piezˆometro P1. O n´ıvel piezom´etrico pode ser comparado com a precipita¸c˜ao
m´edia, pois a ´agua subterrˆanea tem um tempo de resposta relacionado `a precipita¸c˜ao
peri´odica descartando-se a influˆencia de resposta de um evento de precipita¸c˜ao isolado
como determinante imediato para altera¸c˜ao do regime da ´agua subterrˆanea Semeniuk
(1983). Por´em, esta an´alise incorre em erro, pois considera a influˆencia das precipita¸c˜oes
posteriores ao per´ıodo de amostragem. Para suprimir este efeito foram calculadas as pre-
cipita¸c˜oes acumuladas em per´ıodos de 7 dias at´e 70 dias anteriores `a coleta para tentar se
identificar alguma rela¸c˜ao enre a precipita¸c˜ao e a varia¸c˜ao do n´ıvel piezom´etrico. A partir
dos c´alculos foram identificados basicamente trˆes padr˜oes de curvas das precipita¸c˜oes acu-
muladas que diferenciam-se bem, s˜ao eles: (1) precipita¸c˜oes do dia at´e 21 dias anteriores
`a amostragem apresentado na figura 16; (2) precipita¸c˜oes de 28 a 49 dias anteriores `a
amostragem apresentado na figura 17 e; (3) precipita¸c˜oes de 56 a 70 dias anteriores `a
amostragem apresentado na figura 15.
Pode se perceber que os n´ıveis fre´aticos dos piezˆometros P1 e P4 acompanham
69
Figura 14: N´ıveis piezom´etricos dos piezˆometros determinados durante a amostragem em
rela¸c˜ao ao n´ıvel topogr´afico do terreno
a forte diminui¸c˜ao de precipita¸c˜ao do mˆes de fevereiro. Por outro lado a partir do mˆes
de maio h´a uma invers˜ao no comportamento do n´ıvel dos piezˆometros P1, P3 e P4. Os
resultados dos piezˆometros P2, P3 e P4 sofrem uma leve inflex˜ao no gr´afico acompanhando
a queda na precipita¸c˜ao enquanto que o piezˆometro P1 apresenta um comportamento
inverso. Como os gr´aficos sugerem, fica descartada uma rela¸c˜ao direta da influˆencia da
mar´e nos piezˆometros durante a amostragem devido ao fato das camapanhas praticamente
ocorrerem em per´ıodos de mar´e baixa.
Foi calculada a diferen¸ca dos n´ıveis piezom´etricos entre o P4 e o P1 em rela¸c˜ao `as
distˆancias entre os mesmos conforme pode ser visto na figura 18 para fins comparativos
com a precipita¸c˜ao acumulada. Pode-se perceber que o aq¨u´ıfero tem uma resposta se-
melhante `as precipita¸c˜oes acumuladas de 28 a 49 dias. Esta semelhan¸ca pode sugerir um
tempo de residˆencia aproximado da ´agua no sistema ap´os a infiltra¸c˜ao da precipita¸c˜ao. O
tempo de resposta do sistema n˜ao ´e imediato descartando a influˆencia de eventos curtos
e/ou isolados da precipita¸c˜ao diretamente sobre a hidrogeoqu´ımica da ´agua subterr˜anea
70
Figura 15: Precipita¸c˜oes acumuladas em per´ıodos de 7, 14 e 21 dias
Figura 16: Precipita¸c˜oes acumuladas em per´ıodos de 28, 35, 42 e 49 dias
71
Figura 17: Precipita¸c˜oes acumuladas em per´ıodos de 56, 63 e 70 dias
na profundidade estudada.
A rela¸c˜ao estabelecida entre as precipita¸c˜oes acumuladas e a resposta dos n´ıveis
piezom´etricos aliados `as caracter´ısticas topogr´aficas determinadas anteriormente acabam
por influenciar por sua vez, a diferencia¸c˜ao das f´acies geobotˆanicas atrav´es dos grandes
per´ıodos de submers˜ao, ocasionados pela mar´e, ap´os o escoamento das ´aguas nas f´acies
manguezal externo e manguezal interno. Os longos per´ıodos de submers˜ao influencia
fisiol´ogicamente o desenvolvimento das hal´ofitas como fator de stresse atrav´es da supress˜ao
da disponibilidade de oxigˆenio dentre outros fatores (SILVESTRI, 2005). Por outro lado,
o longo per´ıodo de submers˜ao leva a um enriquecimento de sal pela evapora¸c˜ao tamb´em
influenciando diretamente o desenvolvimento das esp´ecies caracter´ısticas do manguezal.
A topografia influencia a zona¸c˜ao botˆanica por apresentar caracter´ısticas complexas n˜ao
somente restritas `a altimetria conforme discutem Silvestri et al. (2005) onde apontam
que, a aera¸c˜ao do sedimento, n˜ao depende simplesmente da dura¸c˜ao e da freq¨uˆencia da
submers˜ao mas da condutividade hidr´aulica do solo, da topografia de entorno, da posi¸c˜ao
dos canais quando a submers˜ao ocorre. O estudo de Silvestri et al. (2005) no entanto,
72
Figura 18: Diferen¸ca piezom´etrica entre os P4 e P1 em rela¸c˜ao `a sua distˆancia comparada
`as precipita¸c˜oes acumuladas de 28, 35, 42 e 49 dias
n˜ao estabelece uma correla¸c˜ao entre as esp´ecies estudadas e o per´ıodo / freq¨uˆencia de
submers˜ao. O autor afirma que a dinˆamica, em sub-superf´ıcie, de satura¸c˜ao e subsatura¸c˜ao
ocasionada pela flutua¸c˜ao da mar´e e a evapora¸c˜ao superficial influenciam tanto no fluxo
subsuperficial como no regime de aera¸c˜ao do solo.
Nesta linha de racioc´ınio foram calculadas as alturas de mar´e a partir dos dados
do Departamento de Hidrografia e Navega¸c˜ao - DHN conforme pode ser visto na figura
19. Nota-se que apesar da varia¸c˜ao dos n´ıveis de mar´e no momento das amostragens n˜ao
fica clara uma interferˆencia direta da mar´e sobre os n´ıveis piezom´etricos determinados
nos pontos de amostragem. Este fato est´a relaconado `a ma´e baixa no momento das
amostragens.
Os n´ıveis de mar´e, os n´ıveis piezom´etricos e as precipita¸c˜ oes determinados para
cada ponto de amostragem s˜ao apresentados nas figuras 20, para P1 e P2, e 21, para P3 e
P4. Os resultados n˜ao indicam uma interferˆencia direta do n´ıvel de mar´e sobre os n´ıveis
piezom´etricos determinados durante a fase de amostragens, admitindo-se a varia¸c˜ao do
73
Figura 19: N´ıveis de mar´e estimados em rela¸c˜ao `a mesma hora de coleta das amostra de
´agua subterrˆanea
n´ıvel de mar´e em curta escala de tempo. No entanto a varia¸c˜ao das precipita¸c˜oes sugerem
uma maior rela¸c˜ao com os n´ıveis piezom´etricos, principalmente nos piezˆometros P4 e P1
que ficam mais evidentes na grande diferen¸ca de precipita¸c˜ao entre os meses de janeiro e
fevereiro.
A partir do que foi discutido acima, em referˆencia a Silvestri et al. (2005), e
desvinculando o car´ater determinante da topografia per si sobre a zona¸c˜ao botˆanica, o
fator maior de influˆencia p oderia estar vinculado ent˜ao diretamente `as f´acies estratigr´aficas
que comp˜oem o perfil sedimentar da ´area de estudo.
4.1.3 Perfil Sedimentar
Conforme descrito nos materiais e m´etodos anteriormente, foi retirado um teste-
74
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
jan fev mar abr mai jun ago
Prof. (m)
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
Alt. maré (m)
CP P1 NMP1
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
jan fev mar abr mai jun ago
Prof. (m)
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
Alt. maré (m)
CP P2 NMP2
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
jan fev mar abr mai jun ago
Prof. (m)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Precipitação (mm)
CP P2 Prec.(mm)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
jan fev mar abr mai jun ago
Prof. (m)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Precipitação (mm)
CP P1 Prec.(mm)
Figura 20: Cotas piezom´etricas (m) determinadas no campo e n´ıveis de mar´e estimados
para os piezˆometros P1 e P2 no momento da amostragem.
75
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
jan fev mar abr mai jun ago
Prof. (m)
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
Alt. maré (m)
CP P3 NMP3
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
jan fev mar abr mai jun ago
Prof. (m)
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
Alt. de maré (m)
CP P4 NMP4
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
jan fev mar abr mai jun ago
Prof. (m)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Precipitação (mm)
CP P4 Prec.(mm)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
jan fev mar abr mai jun ago
Prof. (m)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Precipitação (mm)
CP P3 Prec.(mm)
Figura 21: Cotas piezom´etricas (m) determinadas no campo e n´ıveis de mar´e estimados
para os piezˆometros P3 e P4 no momento da amostragem.
76
Tabela 8: Descri¸c˜ao das unidades litol´ogicas e padr˜ao de cores do testemunho da f´acie
Apicum
Se¸c˜ao Descri¸c˜ao litol´ogica Se¸c˜ao
(cm) (cm)
5-20 5-20
20-35 N˜ao homogˆeneo com superf´ıcie exposta oxidada. 20-35
Textura argilosa
35-40 Areia fina 35-38
38-40
40-44
40-61 Argila arenosa homogˆenea 40-100
61-100 Areia grossa com conchas (gastr´opo des e bivalves)
contato progressivo com a pr´oxima camada
100-109 Fragmentos de conchas 100-109
109-126,5 Areia grossa argilosa n˜ao selecionada 109-126,5
126,5-134 Argila fina 126,5-134
134-149 Lente de areia grossa argilosa 134-155
149-155 Lente arenosa
155-179 Argila fina 155-229
179-229 Grada¸c˜ao progressiva de argila fina para areia
229-284 Areia grossa 229-254
254-259
259-272
272-276
276-284
munho na f´acie apicum para sua an´alise granulom´etrica para posterior compara¸c˜ao com
os dados dos testemunhos retirados por WASSERMAN et al. (2001) relativos `as f´acies
manguezal interno e plan´ıcie de lama. As primeiras camadas do testemunho foram despre-
zadas por se apresentarem muito misturadas e, incompleta, com vazios, devido ao processo
de retirada. A descri¸c˜ao granulom´etrica ´e apresentada na tabela 8 e o registro das cores
encontradas determinadas pelo padr˜ao de cor M¨unsell Chart, Pode ser observado que o
padr˜ao de colora¸c˜ao ´e escura denotando o car´ater redutor do perfil sedimentar.
Na figura 22 ´e apresentada a granulometria comparada `as determinac˜oes do teor
de H
2
O (%), o porcentual de mat´eria orgˆanica, a densidade aparente e a concentra¸c˜ao de
77
ferro determinados no testemunho retirado da f´acie Ap. A curva percentual de mat´eria
orgˆanica descrita no gr´afico acompanha a taxa de sedimenta¸c˜ao, o percentual de finos
expresso na figura 22 relacionando-se diretamente com o teor de ´agua e a concentra¸c˜ao
de ferro. Apresentando no intervalo de profundidade de 87 a 130 cm, uma queda elevada
do percentual de mat´eria orgˆanica, vinculada a presen¸ca de conchas e maior percentual
de part´ıculas grosseiras, e nos primeiros 30 cent´ımetros de profundidade altos percentuais
ligados a atual cobertura vegetal da ´area do mangue. Existem duas fases de acumulo
mat´eria orgˆanica, uma 281 a 129 cent´ımetros e outra de 127 cm de profundidade em
dire¸c˜ao ao topo, onde a dinˆamica de acumula¸c˜ao aumenta possivelmente devido a forma¸c˜ao
do mangue conseq¨uente cobertura vegetal da ´area. O gr´afico mostra que o teor de H
2
O
diminui de acordo com a profundidade devido a maior compacta¸c˜ao do sedimento, e na
faixa entre 120 e 140 cent´ımetros de profundidade o aumento do ´ındice devido a um
poss´ıvel fluxo de ´agua subterrˆaneo ou aq¨u´ıfero. Nesta faixa h´a uma diminui¸c˜ao dos finos
e maior quantidade de areia e lentes arenosas, aliado a existˆencia de conchas e fragmentos
de conchas como visto na tabela 8 referente `a descri¸c˜ao do testemunho.
Representando o oposto do teor de H
2
O, o gr´afico de densidade do testemunho
apresenta um aumento linear em dire¸c˜ao a base (fundo) do testemunho. A densidade do
sedimento e o teor de ´agua presentes no testemunho caracterizam o fluxo de metais e
nutrientes no ambiente e a profundidade de poss´ıveis zonas de fluxo e reten¸c˜ao hidr´aulica
(120-140 cm de profundidade). O padr˜ao de Ferro (Fe) est´a diretamente associado a
um ambiente de oxiredu¸c˜ao, como o mangue, onde a variabilidade expressa no topo do
testemunho Ap, aproximadamente entre zero e 50 cm, localizado na Plan´ıcie de Mar´e
Interior, na f´acie caranguejo, ´area sobre a influencia da dinˆamica da mar´e (inunda¸c˜ao)
e as ´epocas de secas. A ´agua tem papel principal neste processo, onde o ferro serve
como normalizador, ou parˆametro para compara¸c˜ao da presen¸ca e concentra¸c˜ao de outros
metais, por ser comum (natural) no ambiente tamb´em como nutriente.
A granulometria do testemunho retirado do apicum neste estudo ´e apresentado
78
Figura 22: Granulometria (% finos), teor de ´agua, porcentual de mat´eria orgˆanica, den-
sidade aparente e concentra¸c˜ao de ferro do testemunho Ap
79
na figura 23. O perfil apresentado permite identificar uma estratifica¸c˜ao bem comparti-
mentada das camadas sedimentares sugerindo a ocorrˆencia de poss´ıveis zonas perme´aveis
ou aq¨u´ıferos (aqui entendidos como a unidade geol´ogica que pode estocar ou transmitir
´agua suprindo rapidamente uma quantidade razo´avel de po¸cos) e; semi-imperme´aveis ou
aq¨uacludes (conceituado como a camada de baixa permeabilidade que pode estocar ´agua
e transmiti-la lentamente de um aq¨u´ıfero para outro). Basicamente pode se identificar
uma compartimenta¸c˜ao relacionada aos percentuais de finos que de certa forma agrupam
as camadas do testemunho, s˜ao elas: (1) 0 % a 40 % que caracterizaria uma grande
permeabilidade da ´agua nestes sedimentos; (2) 41 % a 80 % caracterizando uma zona
intermedi´aria e, por fim, (3) 81 % a 100 % que caracterizaria uma zona semi-imperme´avel
`a imperme´avel.
Esta compartimenta¸c˜ao po de ser vizualizada atrav´es das profundidades: a zona
semi-imperme´avel ou imperme´avel (3) relacionada aos primeiros 50 cm aproximadamente.
Esta camada, que apresenta a menor capacidade de condutividade hidr´aulica do sedi-
mento, seria respons´avel pelo ac´umulo de ´agua na superf´ıcie do apicum durante os eventos
de mar´e alta conforme pode ser visto na figura 24.
Em seguida, h´a uma faixa de transi¸c˜ao at´e os 75 cm. A partir desta profundidade
foi observada a presen¸ca de conchas de gastr´opodes e bivalves (figura 25) aliadas a um
sedimento de areia grossa at´e a profundidade de 125 cm. Este ´ultimo estrato ´e caracte-
rizado pelo baixo percental de finos favorecendo o fluxo da ´agua subterrˆanea. O estrato
correspondente `a faixa de 125 cm `a 165 cm apresenta as mesmas caracter´ısticas do pri-
meiro estrato de transi¸c˜ao, com exce¸c˜ao do pequeno estrato em torno dos 126 cm at´e os
133 cm onde percebe-se uma lente com percentual de finos bastante elevado e de colora¸c˜ao
marrom caracterizando uma fina camada semi-imperme´avel. Finalmente a partir dos 165
cm h´a uma predominˆancia de areias grossas diminuindo gradualmente o percentual de
finos at´e atingir os mais baixos valores (em torno de 5 %) aos 250 cm de profundidade.
A granulometria grosseira predominantemente encontrada nos estratos perme´aveis n˜ao
80
Figura 23: Determina¸c˜ao de f´acies a partir da granulometria (% finos) do testemunho do
apicum
apresenta a habilidade caracter´ıstica dos sedimentos finos (fra¸c˜oes silte-argila <60µm) ri-
cas organicamente que tˆem alta capacidade de troca catiˆonica, grandes ´areas superficiais
e carga superficial Willams (1994). Por outro lado, as areias s˜ao pobres organicamente
e tˆem fraca habilidade de reter ´ıons met´alicos. Neste contexto os solutos dissolvidos ou
as part´ıculas finas em suspens˜ao acabam por serem transportadas advectivamente como
resultado das ondas e/ou da varia¸c˜ao da mar´e.
O testemunho retirado na f´acie apicum neste estudo teve sua granulometria dos
seus 90 cm iniciais comparadas `a granulometria determinada por Wasserman et al. (2001)
81
Figura 24: Ac´umulo de ´agua na superf´ıcie do apicum devido ao alto percentual de finos
Fonte: Foto do autor
82
Figura 25: Gastr´opodes e bivalves encontrados no estrato de 85cm a 125cm.
83
Figura 26: Granulometria (% finos) nos 85,5cm iniciais dotestemunho retirado do api-
cum neste estudo comparado ao testemunhos retirados por Wasserman et al. (2001) no
manguezal externo e na plan´ıcie de lama
como pode ser observado na figura 26.
Nota-se que neste estrato o apicum ´e o que apresenta o maior percentual de finos
no sistema desde a plan´ıcie de lama at´e o apicum. Este perfil sedimentar caracteriza
a f´acie do apicum como a mais imperme´avel para a infiltra¸c˜ao da ´agua superf´ıcial que,
aliada `a topografia quase plana, apresentam-se como respons´aveis pelo ac´umulo de ´agua
observado ap´os a mar´e vazante. Esta caracter´ıstica do apicum favorece a precipita¸c˜ao
de sais na superf´ıcie do sedimento ap´os a intensa evapora¸c˜ao conforme pode ser visto na
84
figura 27
A partir da descri¸c˜ao da ´area em estudo pˆode-se identificar as f´acies geobotˆanicas-
geomorfol´ogicas, j´a discutidas por outros autores Aragon et al.(1999) e Dias-Brito (1982),
onde o controle desta compartimenta¸c˜ao ´e atribu´ıda por diversos autores `as f´acies sedi-
mentol´ogicas e aos fluxos favorecidos da ´agua subterrˆanea e da ´agua marinha. Nestes
estudos Semeniuk (1983) ressalta que Macnae (1968, apud SEMENIUK, 1983) identi-
fica a precipita¸c˜ao de sais como um fator importante, ao lado dos rios, no controle da
zona¸c˜ao botˆanica por produzir um balan¸co entre a salinidade e a concentra¸c˜ao de nu-
trientes atrav´es da entrada maior de ´agua que a perda por evapotranspira¸c˜ao; Semeniuk
(1983), no entanto, atribui `a descarga subsuperficial a dilui¸c˜ao da ´agua subterrˆanea salina
nas plan´ıcies de mar´e. Nesta abordagem, Thibodeau et al. (1998) identifica o controle
da salinidade em marismas pelo fluxo ascendente da ´agua subterrˆanea ao longo do sub-
strato e, um outro aspecto interessante que cabe ressaltar ´e o identificado por Ridd et
al. (1996), que os mangues s˜ao mais eficientes no mecanismo de transferˆencia da ´agua no
sedimento para a camada de ´agua superior (nas mar´es altas) que as plan´ıcies de mar´es.
Neste contexto a fun¸c˜ao dos orif´ıcios de caranguejos s˜ao fundamentais neste processo, fato
n˜ao observado nas plan´ıcies de mar´es.O perfil topogr´afico e sedimentol´ogico da ´area em
estudo caracteriza-se por camadas imp erme´aveis ou semi-imperme´aveis intercaladas `as ca-
madas perme´aveis semelhante ao modelo desenvolvido por Semeniuk (1983) nos sistemas
de manguezais da Austr´alia. Estas caracter´ısticas sedimentares provavelmente exercem
o controle hidrol´ogico e hidrogeoqu´ımico da ´agua subterrˆanea no perfil sedimentol´ogico
funcionando como verdadeiros dutos por onde as ´aguas subterrˆaneas e marinha se mistu-
ram formando um estu´ario subterrˆaneo e alterando as matrizes composicionais iniciais e,
conseq¨uentemente o equil´ıbrio hidrogeoqu´ımico da ´agua resultante. O tempo de resp osta
dos aq¨u´ıferos `as precipita¸c˜oes est´a, por outro lado, mais associado `a precipita¸c˜oes acu-
muladas descartando-se a influˆencia direta dos curtos eventos no controle hidrol´ogico do
sistema. A partir desta abordagem foram ivestigados quais parˆametros hidrogeoqu´ımicos
85
Figura 27: Precipita¸c˜ao de sais na superf´ıcie dos sedimentos na f´acie apicum da ´area de
estudo.
Fonte: Foto do autor
86
e os processos associados que responderiam pela compartimenta¸c˜ao espacial das f´acies
geobotˆanica da ´area em estudo.
4.2 Hidrogeoqu´ımica
4.2.1 Compartimenta¸c˜ao Hidrogeoqu´ımica
Para se determinar os processos que estariam controlando as caracter´ısticas hidro-
geoqu´ımicas da ´agua subterrˆanea ´e necess´ario, em primeiro lugar, identificar os parˆametros
que a caracterizam composicionamente e as poss´ıveis rela¸c˜oes com cada f´acie geobotˆanica.
Nos Apˆendices encontram-se as tabelas com os resultados das an´alises das amostras de
´agua subterrˆanea, das ´aguas do c´orrego da serra em Sepetiba e da amostra retirada da
ba´ıa de Sepetiba.
Nelas s˜ao apresentados os valores m´ınimos, m´edios e m´aximos obtidos dos piezˆometros
monitorados no ano de 2003. Para uma melhor apresenta¸c˜ao e descri¸c˜ao dos parˆametros
e a sua compartimenta¸c˜ao com as f´acies geobotˆanicas foram gerados gr´aficos com Box-
Wiskeis dos resultados atrav´es do programa Statistica onde s˜ao apresentados a mediana,
o desvio padr˜ao os valores m´aximos e valores m´ınimos. A partir da an´alise dos resultados
f´ısico-qu´ımicos determinados e apresentados na forma dos Box Wiskeis, foram identifi-
cados quatro comportamentos gerais dos parˆametros f´ısico qu´ımicos que podem ser rela-
cionados espacialmente `as f´acies geobotˆancas: (1) aqueles que apresentaram varia¸c˜ao dos
valores crescente ou decrescente ao longo do perfil P4 - P1; (2) aqueles que apresentaram
uma ruptura ou grandes diferen¸cas de valores em uma determinada f´acie do perfil, diferen-
ciando a ´area em estudo em dois compartimentos distintos. Fato identificado, sobretudo, `a
grande varia¸c˜ao de salinidade ou condutividade entre os piezˆometros P3 e P4 (com baixos
87
valores de salinidade ou condutividade) e os piezˆometros P2 e P1 (com altos valores de
salinidade ou condutividade); (3) aqueles que n˜ao apresentaram uma compartimenta¸c˜ao
clara em rela¸c˜ao `as f´acies geobotˆanicas retratando, em princ´ıpio, o mesmo comportamento
com pequenas diferen¸cas e; por ´ultimo, (4) formado pelos parˆametros que apresentaram
anomalias em um ou dois piezˆometros diferenciando seu comportamento dos demais.
´
E
importante ressaltar que objetiva-se apresentar uma vis˜ao geral dos parˆametros f´ısico-
qu´ımicos e seu comportamento em relac c˜ao `a cada f´acie geobotˆanica. No grupo (1)
identifica-se dois padr˜oes de comportamentos distintos e inversos da varia¸c˜ao dos valores
determinados conforme podem ser observados nas figuras 28 e 29. Na figura 28 onde s˜ao
observadas as varia¸c˜oes do Eh e as concentra¸c˜oes de COD, nota-se que o Eh apresenta
um aumento dos valores determinados partindo-se do P4 para o P3 para, a seguir, decres-
cer at´e atingir os menores e mais amplos valores no P1. Apresenta-se bem estratificado,
basicamente acompanhando as f´acies geobotˆanicas. Os valores mais fortemente negativos
s˜ao observados em P1 (f´acie do manguezal externo), enquanto os valores mais positivos
s˜ao observados em P2 (f´acie apicum) para, a seguir decrescerem em dire¸c˜ao ao conti-
nente conforme pode ser visto na figura 28.O COD apresenta comportamento semelhante
na varia¸c˜ao das concentra¸c˜oes por´em de forma invertida, as concentra¸c˜oes decrescem do
P4 para o P3 para a seguir enriquecer at´e o P1 onde, tamb´em s˜ao notadas as maiores
varia¸c˜oes.
O segundo comportamento do grupo (1), pode ser observado na figura 29 onde
s˜ao identificados comportamentos inversos do zinco em rela¸c˜ao ´a alcalinidade. O zinco
tem, nas suas concentra¸c˜oes, um decr´escimo quase linear que vai do P4 em dire¸c˜ao ao P1
onde nota-se tamb´em a redu¸c˜ao da variabilidade das suas concentra¸c˜oes. A alcalinidade
por outro lado aumenta de valor do P4 em dire¸c˜ao ao P1 de forma similar.
O segundo grupo (2) compreende: condutividade el´etrica, Mg, Na, Cl, Ca, SO
4
e
Mn. Nota-se nas figuras 30, 31, 32 e 33 que a varia¸c˜ao dos resultados est˜ao associados
`as f´acies relativas ao P4 e P3 com os valores mais baixos de condutividade el´etrica e, `as
88
Figura 28: Resultados de Eh (V) e COD (mg.L
−1
) das amostras de ´agua subterrˆanea dos
piezˆometros monitorados
89
Figura 29: Resultados de Condutividade el´etrica (CE) e pH das amostras de ´agua sub-
terrˆanea dos piezˆometros monitorados
90
f´acies P2 e P1 com os maiores valores. A transi¸c˜ao entre o P3 e P2 ´e caracterizada por
grande varia¸c˜ao dos valores dos parˆametros apresentados. Cabe chamar aten¸c˜ao para o
Ca e o SO
4
que apresentam uma diminui¸c˜ao nas concentra¸c˜oes no P3 em rela¸c˜ao ao P4.
Os resultados sugerem uma compartimenta¸c˜ao associada provavelmente `a for¸ca iˆonica.
4.2.2 Precipita¸c˜ao Acumulada
Os resultados de condutividade el´etrica determinados em ´aguas superficiais, na
mesma ´area de estudo, por Aragon et al.(1986) apresentaram comportamentos semel-
hantes entre si ao longo das f´acies geobotˆanicas diferenciando-se somente na f´acie mangue
interno (que neste trabalho corresponde `a facie do piezˆometro P3) em que foram deter-
minados os valores mais baixos, em torno de 20 mS.cm
−1
. H´a uma semelhan¸ca no com-
portamento hidrogeoqu´ımico no piezˆometro P3 para as ´aguas superficiais e subterrˆaneas
relacionado `a redu¸c˜ao da condutividade el´etrica neste ponto. No entanto, n˜ao ´e observado
grande aumento de condutividade el´etrica identificado neste estudo no P2 sugerindo que o
aumento da salinidade n˜ao est´a relacionado diretamente `a mistura com a ´agua superficial
que se acumula em superf´ıcie. Este fato ´e corroborado devido `a camada imperme´avel dos
50 cm a partir da superf´ıcie conforme apresentado no item anterior. O Ca e o SO
4
por
outro lado, apresentam concentra¸c˜oes variando entre 200 e 300 mg.L
−1
e de 1500 a 2500
mg.L
−1
respectivamente diferentemente deste estudo onde foram determinadas concen-
tra¸c˜oes de 51 a 1173 para o Ca e de 73 `a 6699 mg.L
−1
para o SO
4
. Estes comportamentos
denotam a varia¸c˜ao em uma ordem de grandeza para as ´aguas superficiais e de duas or-
dens de grandeza para as ´aguas subterrˆaneas indicando que h´a uma baixa concentra¸c˜ao
inicial no P3 e um grande enriquecimento no piezˆometro P2 na ordem de seis vezes mais
enriquecido do que a ´agua superficial no P2. Desta forma os resultados sugerem uma
zona de transi¸c˜ao composicional bem marcada hidrogeoquimicamente entre o P2 e o P3
acompanhando, desta maneira, a compartimenta¸c˜ao geobotˆanica.
91
Figura 30: Resultados de Condutividade el´etrica (CE) e concentra¸c˜oes de Mg das amostras
de ´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados
92
Figura 31: Resultados das concentra¸c˜oes de de Na e Cl determinados nas amostras de
´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados
93
Figura 32: Resultados das concentra¸c˜oes de Ca e SO
4
determinados nas amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros monitorados
94
Aragon et al.(1986) determinou um comportamento ascendente das concentra¸c˜oes
no perfil P3 - P1 com valores entre 0,20 `a 1,10 mg.L
−1
do Mn lixivi´avel do sedimento e um
incremento no gradiente dispon´ıvel no sedimento justamente na f´acie relativa ao P2. O
enriquecimento do Mn em superf´ıcie ´e controlado pela disponibilidade de O
2
na superf´ıcie
e `a forma¸c˜ao de compostos oxidados (muito dos quais amorfos) onde ocorre o carreamento
de metais na precipita¸c˜ao dos ´oxidos e hidr´oxidos de Mn e Fe Aragon et al.(1986).
Neste estudo, o comportamento apresentado pelo Mn nas ´aguas subterrˆaneas ao
longo do perfil estudado denota um comportamento semelhante ao descrito para a condu-
tividade el´etrica ocorrendo, no entanto, uma forte varia¸c˜ao do gradiente no P3 seguido
por um enriquecimento do Mn dissolvido no P2. Este comportamento sugere tamb´em
uma rela¸c˜ao com o Eh em subsuperf´ıcie que, apesar de mais eletropositivo do que o P3
n˜ao possibilitaria a oxida¸c˜ao do Mn e sua precipita¸c˜ao.
O terceiro grupo (3) ´e composto pelo pH, SiO−2-Si, Al e o Cr comforme podem
ser observados nas figuras 34 e 35. Nota-se que os par˜ametros deste grupo n˜ao apresen-
tam uma varia¸c˜ao dos valores relacionados, a princ´ıpio, com as f´acies geobotˆanicas onde
poderiam ser identificados enriquecimentos ou empobrecimentos dos gradientes bem como
sinais de altera¸c˜ao de matriz composicional comforme identificado nos grupos anteriores.
A varia¸c˜ao de pH determinada ´e semelhante ao do estudo de Aragon et al.(1986)
para as ´aguas superficiais situendo-se entre 6,5 a 8,0 de forma geral. O P2 foi o piezˆometro
que experimentou os mais baixos valores ao contr´ario do P1. Este comportamento ´e
inverso ao determinado por Aragon et al.(1986) onde a f´acie mangue (P1) apresentou os
mais baixos valores em rela¸c˜ao `a f´acie caranguejo (P2 - apicum). Devido ao fato da boa
correla¸c˜ao entre o pH e o c´alcio lixivi´avel determinado no estudo de Aragon et al.(1986)
foi-se atribu´ıdo este comportamento `a grande concentra¸c˜ao de conchas identificada neste
local.
O quarto e ´ultimo grupo (4) se caracteriza p or anomalias associadas `a uma grande
varia¸c˜ao de um ou dois parˆametros numa f´acie espec´ıfica, n˜ao observando comportamento
95
Figura 33: Resultados das concentra¸c˜oes de Mn determinados nas amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros monitorados
96
Figura 34: Resultados de pH e concentra¸c˜oes de SiO−2-Si determinados nas amostras de
´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados
97
Figura 35: Resultados das concentra¸c˜oes de Al e Cr determinados nas amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros monitorados
98
semelhante em outra f´acie. Neste grupo foram identificados: sulfeto, Fe, PO
4
, Ba, As, Pb
e Ni. A figura 36 apresenta a varia¸c˜ao das concentra¸c˜oes de sulfetos e Fe nos piezˆometros.
Nota-se que as maiores concentra¸c˜oes de Fe se encontram no piezˆometro P4 e, decrescem
bruscamente em dire¸c˜ao `a P1 sugerindo que esta grande concentra¸c˜ao provavelmente
est´a relacionada a origem continental do Fe. Os sulfetos, por outro lado, apresentam
baixas concentra¸c˜oes ao longo do perfil at´e o P1 onde identifica-se um grande aumento
das concentra¸c˜oes podendo ser conseq¨uˆencia da sulfato-redu¸c˜ao relacionada aos processos
redox derivados da decomposi¸c˜ao da mat´eria orgˆanica. O As tem as maiores concentra¸c˜oes
relacionadas ao piezˆometro P4 em detrimento dos demais que apresentam cocentra¸c˜oes
semelhantes. Ao longo do perfil denota um comportamento pr´oximo do Fe por sofrer
uma brusca diminui¸c˜ao das concentra¸c˜oes em dire¸c˜ao ao P3 sendo que este fato poderia
estar relacionado ao comportamento redox sens´ıvel do As (LANGMUIR, 1997). O PO
4
apresenta para os piezˆometros P2 e P1 e o Ba para o piezˆometro P3 os maiores valores
e amplitudes de concentra¸c˜ao determinados em rela¸c˜ao aos demais piezˆometros. Este
comportamento dos dois elementos ocorre em pontos bem diferentes coincidindo com
mudan¸cas observadas na for¸ca iˆonica da ´agua e nas medidas de Eh por´em, n˜ao sendo claro
o processo que estaria influenciando seu comportamento geoqu´ımico. Ambos apresentam
a anomalia bem compartimentada em rela¸c˜ao `a f´acies geobotˆanica. Por fim os ´ultimos
elementos deste grupo, o Pb e o Ni apresentam comportamentos distintos. O Pb tem
suas maiores concentra¸c˜oes nos piezˆometros P2 e P3 diferenciando-se muito dos demais
enquanto o Ni apresenta uma grande queda nas concentra¸c˜oes no piezˆometro P2 para em
seguir, no piezˆometro P1, apresentar a maior amplitude nas concentra¸c˜oes.
Observando-se os resultados obtidos pˆode-se identificar quatro comportamentos
distintos dos parˆametros determinados e relacion´a-los `as f´acies geob otˆanicas: um pri-
meiro grupo que apresenta enriquecimento ou empobrecimento ao longo do perfil (P4 at´e
P1) geob otˆanico; um segundo grupo que n˜ao apresenta uma rela¸c˜ao `as f´acies geobotˆanicas,
permanecendo seus valores pr´oximos e com amplitudes semelhantes; um terceiro grupo ca-
99
Figura 36: Resultados das concentra¸c˜oes de sulfetos e Fe determinados nas amostras de
´agua subterrˆanea dos piezˆometros monitorados
100
Figura 37: Resultados das concentra¸c˜oes de As determinados nas amostras de ´agua sub-
terrˆanea dos piezˆometros monitorados
101
Figura 38: Resultados das concentra¸c˜oes de PO
4
e Ba determinados nas amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros monitorados
102
Figura 39: Resultados das concentra¸c˜oes de Pb e Ni determinados nas amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros monitorados
103
racterizado por apresentar anomalias facilmente identific´aveis em um ou mais piezˆometros
denotando um comportamento particular a uma ou mais f´acies e, por fim, o ´ultimo grupo,
que apresenta uma grande mudan¸ca ao longo do perfil provocado pela grande diferen¸ca
na for¸ca iˆonica. Neste grupo nota-se que o ambiente apresenta nas f´acies relativas aos
piezˆometros P4 e P3 ´aguas subterrˆaneas com baixa for¸ca iˆonica e, nas f´acies relativas ao
P1 e P2, ´aguas com elevada for¸ca iˆonica, principalemente no P2.A partir da avalia¸c˜ao
preliminar dos paraˆametros determinados na ´agua subterrˆanea e seu agrupamento em
rela¸c˜ao ‘as f´acies geobotˆanicas o passo seguinte foi a aplica¸c˜ao dos resultados `as an´alises
estat´ısticas para se identificar, nas rela¸c˜oes entre os parˆametros determinados, os princi-
pais processos que estariam vinculados ao controle da composi¸c˜ao qu´ımica das ´aguas nos
piezˆometros dos compartimentos estudados.
4.2.3 Estat´ıstica
Em um primeiro momento, a estat´ıstica foi direcionada estudando-se a diferen-
cia¸c˜ao entre as f´acies, desta forma foram utilizados os parˆametros de todos os piezˆometros
a fim de se identificar os principais processos que atuam em todo o sistema. Foi realizada
uma an´alise de componentes principais com todos os dados e foram identificados trˆes fa-
tores que respondem por cerca de 70% da variˆancia total dos dados e que poderiam estar
fundamentalmente controlando a hidrogeoqu´ımica das ´aguas subterrˆaneas nos comparti-
mentos estudados. A tabela 9 apresenta os trˆes fatores mais importantes segregados e
a porcentagem da variˆancia explicada por cada um deles. Os resultados foram obtidos
pelo m´etodo de rota¸c˜ao varimax e com n´ıvel de significˆancia > 0.500. Na tabela 10, s˜ao
apresentados os ”scores”por amostra considerando cada um dos trˆes fatores e definidos
trˆes pro cessos principais:
1. Fator 1 - que responde por cerca de 41% da variˆancia dos dados; apresenta asso-
cia¸c˜ao significativa e p ositiva com o CE, Mg, Ca, Na, K, Cl, SO
4
e Mn e; associa¸c˜ao
104
Tabela 9: An´alise de componentes principais dos parˆametros determinados
M´etodo de rota¸c˜ao: Varimax
Extra¸c˜ao: componentes principais
N´ıvel de significˆancia > 0.500 1 2 3
EC 0,9812 0,0769 0,0620
Alc 0,3418 0,8620 0,0167
Eh 0,0012 -0,8932 0,0754
pH -0,3984 0,3582 -0,0818
Ca 0,8464 -0,0440 -0,3940
Mg 0,9832 0,0457 0,1048
Na 0,9802 0,0776 0,0986
K 0,8831 0,3524 0,1213
Cl 0,9797 0,0824 0,0903
SO
4
0,9748 -0,0016 -0,0055
Sulfeto 0,2371 0,3874 0,2112
HCO
3
0,3418 0,8620 0,0167
Si 0,0226 0,7483 0,1574
P 0,6302 0,2949 0,1415
TOC 0,1969 0,6091 -0,5399
Al -0,2574 -0,0314 0,6224
As -0,4107 0,0476 -0,6694
Ba -0,5613 -0,2270 0,1926
Cr -0,0742 0,5921 0,0925
Fe -0,5053 -0,1147 -0,7211
Mn 0,8823 0,1114 0,0719
Ni -0,2708 0,7420 0,0868
Pb -0,6146 0,2432 0,4411
Zn -0,4708 -0,2615 -0,3767
Expl. Var. 9.4416 4.8363 2.3468
Prp. Totl. 0.3934 0.2015 0.0978
Os resultados foram calculados pelo software Statistica 7.0
105
Tabela 10: Auto-valores da an´alise de comp onentes principais das amostras de ´agua
subterrˆanea dos piezˆometros da APA da praia da Brisa, enseada das Gar¸cas, Ba´ıa de
Sepetiba, RJ.
Auto-valores
Extra¸c˜ao:
componentes principais
% total Cumulativo Cumulativo
Auto-valores Variˆancia Auto-valores %
1 9.88 41.17 9.88 41.17
2 4.44 18.51 14.32 59.68
3 2.3 9.59 16.62 69.27
Os resultados foram calculados pelo software Statistica 7.0
significativa e negativa com o Ba, Fe e Pb sugerindo que este fator esteja relacionado
aos processos vinculados `a for¸ca iˆonica e, constitui o principal fator controlador da
composi¸c˜ao qu´ımica destas ´aguas;
2. Fator 2 - que responde por cerca de 18.5% variˆancia dos dados; apresenta associa¸c˜ao
significativa e positiva com Alcalinidade, HCO
3
, Si, Carbono orgˆanico, Cr e Ni e;
associa¸c˜ao significativa e negativa com o Eh, sugerindo este fator relacionado aos
processos relativos `a oxi-redu¸c˜ao no controle comp osicional das ´aguas;
3. Fator 3 - respondendo por cerca de 9,6 % da variˆancia dos dados apresenta asso-
cia¸c˜ao significativa e positiva com o Al e; associa¸c˜ao significativa e negativa com o
carbono orgˆanico, As e Fe sugerindo este ´ultimo fator relacionado ao processo de
forma¸c˜ao de sulfetos de ferro, outro fator controlador da comp osi¸c˜ao qu´ımica destas
´aguas;.
4.3 Processos
A partir da identifica¸c˜ao do comportamento dos parˆametros determinados na ´agua
subterrˆanea ao longo das f´acies geobotˆanicas no perfil estudado e, dos resultados da an´alise
106
de componentes principais; passamos a sistematiza¸c˜ao dos principais processos que pos-
sam estar controlando composicionalmente a ´agua subterrˆanea no sistema. Langmuir
(1997) identifica, dentre as diversas vari´aveis que tem a fun¸c˜ao complexa de controlar a
composi¸c˜ao da ´agua em subsuperf´ıcie, as seguintes:
1. a composi¸c˜ao da recarga da ´agua subterrˆanea, que ´e influenciada pela precipita¸c˜ao,
lixivia¸c˜ao de sais acumulados pela evapotranspira¸c˜ao entre os eventos de infiltra¸c˜ao,
atividades orgˆanicas do solo e o intemperismo dos materiais que comp˜oem os solos;
2. a composi¸c˜ao mineral´ogica e p etrol´ogica das rochas em subsuperf´ıcie, onde os mine-
rais silicatos e as rochas alumino-silicatadas s˜ao geralmente menos sol´uveis ou tˆem
taxas de dissolu¸c˜ao mais lentas que os sais de carbonatos, de cloretos e de sulfatos.
Assim os silicatos contribuem menos com esp´ecies dissolvidas para a ´agua do que
estes sais minerais (CaCO
3
, NaCl, CaSO
4
, etc), relativos a estes sais, mais sol´uveis
quando presentes;
3. as propriedades hidrogeol´ogicas das rochas e dos sedimentos que tˆem influˆencia
bastante significativa na rea¸c˜ao ´agua-rocha. Depender´a diretamente da velocidade
do fluxo da ´agua resultando na concentra¸c˜ao de s´olidos dissolvidos.
Baseando-se nestas vari´aveis principais, os processos de controle composicional da
´agua subterrˆanea no ambiente em estudo poderiam ser agrupados para fins did´aticos da
seguinte forma:
1. os relativos `a for¸ca iˆonica resultante da mistura ou n˜ao da ´agua subterrˆanea com
a ´agua marinha: a geoqu´ımica dos carbonatos, rea¸c˜oes de adsor¸c˜ao-desor¸c˜ao, troca
catiˆonica nos argilo-minerais;
2. os processos relativos `a degrada¸c˜ao da mat´eria orgˆanica: oxi-redu¸c˜ao e de piritiza¸c˜ao.
107
4.3.1 Processos relativos `a for¸ca iˆonica
Coffey (1997) ressalta diversos mecanismos que podem explicar a remo¸c˜ao ou troca
de elementos tra¸cos na zona estuarina. Os mecanismos de remo¸c˜ao incluem a sor¸c˜ao para
as part´ıculas, a desestabiliza¸c˜ao de col´oides e precipita¸c˜ao, coprecipita¸c˜ao com as fases do
ferro/manganˆes e a incorpora ¸c˜ao biol´ogica. Quanto aos mecanismos de troca incluem os
mecanismos inversos destes processos de remo¸c˜ao e tamb´em a troca iˆonica das superf´ıcies
das part´ıculas.
A for¸ca iˆonica est´a relacionada principalmente a processos como os de adsor¸c˜ao-
desor¸c˜ao, complexa¸c˜ao, troca catiˆonica, intemperismo mineral e `a qu´ımica dos carbonatos
(Langmuir, 1997). Para se entender como os processos ocorrem no ambiente em estudo,
procurou-se identificar as poss´ıveis origens da elevada condutividade el´etrica determinada
no P2 que contrasta fortemente com a baixa condutividade determinada no P3 e P4.
A explica¸c˜ao da origem da elevada for¸ca iˆonica nos ambientes de manguezais tem
sido discutida por diversos autores. Silvestri et al. (2005) aponta que a salinidade do
solo cresce com a eleva¸c˜ao do solo atingindo seu m´aximo na Plan´ıcie de Mar´e Superior
(PMS) para, a seguir, decrescer. Este comportamento ´e identificado por Semeniuk (1983)
na salinidade das ´aguas subterrˆaneas dos manguezais por ele estudados na Austr´alia bem
como por Ridd et al. (1997). A for¸ca iˆonica sugere que a correla¸c˜ao entre a topografia
e a presen¸ca das esp´ecies de macr´ofitas n˜ao poderia ser explicada pelos longos per´ıodos
de evap ora¸c˜ao (que ocorrem quando o manguezal n˜ao est´a submerso) nas ´areas mais
elevadas que ocasionaria o enriquecimento de sais por precipita¸c˜ao na superf´ıcie do solo
(SILVESTRI, 2005). Por´em, nas ´areas mais elevadas da plan´ıcie de mar´e superior a
salinidade da ´agua tende a decrescer devido a menor freq¨uˆencia de submers˜ao e a reduzida
entrada de sais. Desta forma a dependˆencia da salinidade do solo sobre a topografia explica
parcialmente a zona¸c˜ao devido `as respostas fisiol´ogicas das esp´ecies estarem associadas
108
fortemente na sua tolerˆancia ao sal. Fica descartada somente a varia¸c˜ao topogr´afica como
fator ´unico determinante no controle da salinidade.
Neste trabalho este processo tamb´em ´e evidenciado conforme demonstram os re-
sultados de conditividade el´etrica ilustrados na figura 30. No sentido do perfil P1-P4,
a condutividade el´etrica aumenta em dire¸c˜ao ao apicum (P2) e, a seguir, diminui nos
piezˆometros P3-P4. Cabe ressaltar que a plan´ıcie de mar´e superior (P2-P3) n˜ao apre-
senta as maiores eleva¸c˜oes altim´etricas. Este comportamento da salinidade poderia estar
associado ao car´ater quase plano da topografia entre os piezˆometros P3 e P2 principale-
mente, onde se encontra os maiores valores e `a sua menor capacidade de infiltra¸c˜ao da
´agua superficial, pemanecendo submersa por muito tempo, independentemente da dimi-
nui¸c˜ao do n´ıvel de mar´e. A infiltra¸c˜ao da ´agua ´e muito lenta devido ao alto percentual
de finos nos primeiros 50cm conforme visto nas figuras 26 e 23.
As caracter´ısticas da f´acie apicum (P2) descritas s˜ao comuns em diversas ´areas de
estudo por´em, Ridd et al. (1997) afirmam que os mecanismos precisos que causam a alta
concentra¸c˜ao de sais n˜ao s˜ao bem conhecidos em detalhes mas, os autores citam algumas
hip´oteses que possam explicar a alta taxa de saliniza¸c˜ao da f´acie: (1) Antes da inunda¸c˜ao
da mar´e, os cristais formados pela evapora¸c˜ao na plan´ıcie s˜ao redissolvidos p ela chegada da
´agua aumentando a sua concentra¸c˜ao de sais dissolvidos. Parte desta ´agua ir´a alimentar
o sistema de ´agua subterrˆanea e a outra parte ir´a junto com a mar´e vazante. (2) A outra
hip´otese que explica a alta concentra¸c˜ao de sais est´a relacionada ao afloramento da ´agua
subterrˆanea salina principalmente durante os per´ıodos de mar´e vazante. Ap´os a plan´ıcie
ser alagada, onde o sedimento ´e em geral completamente saturado, a ´agua subterrˆanea
migra para a superf´ıcie sobre o declive mais suave, assim uma pequena quantidade de
´agua altamente concentrada aflora na superf´ıcie. Este pro cesso est´a associado tamb´em `a
a¸c˜ao da capilaridade que pode direcionar um fluxo de ´agua subterrˆanea para a superf´ıcie
aumentando o teor de sais na superf´ıcie devido ao seu contato com os cristais precipi-
tados pr´oximo `as gretas de ressecamento. Assim a ´agua subterrˆanea salina pode fluir
109
verticalmente para cima ao longo de metros de argilas antes de enriquecer estas camadas.
Devido aos tipos de sedimentos nas plan´ıcies de mar´e superior serem geralmente de lama
fina com baixa permeabilidade ´e assumido somente um fluxo lento de ´agua subterrˆanea.
Tipicamente admite-se um fluxo vertical menor que 1mm.dia
−1
Ridd et al. (1997).
A segunda hip´otese parece mais coerente com a ´area de estudo em quest˜ao pois a
inunda¸c˜ao peri´odica da ´agua do mar na plan´ıcie de mar´e superior e sua posterior reten¸c˜ao
acaba por permitir uma alta concentra¸c˜ao de sais precipitados na superf´ıcie durante o
processo de evapora¸c˜ao. No entanto este processo n˜ao descarta a a¸c˜ao da capilaridade que
ocasiona o fluxo de ´agua subterrˆanea para a superf´ıcie e sua evapora¸c˜ao imediata. Durante
este fluxo a redissolu¸c˜ao dos sais advindos da mar´e durante a inunda¸c˜ao da plan´ıcie de
mar´e superior acaba por ocasionar a sua precipita¸c˜ao em camadas superiores at´e atingir
a superf´ıcie. Levando em conta que a varia¸c˜ao da for¸ca iˆonica interfere diretamente nos
processos de solubiliza¸c˜ao e precipita¸c˜ao dos minerais Alley (1993), Langmuir (1997),
Drever (1997), Garrels; Mackenzie (1967) e Henderson (1983); foram calculados os ´ındices
de desequil´ıbrio mineral para se avaliar a possibilidade de supersatura¸c˜ao e sub-satura¸c˜ao
da calcita e da dolomita. Este processo ´e apontado por Moore (1999) como resultante da
mistura da ´aguas subterrˆanea e marinha.
Para a aplica¸c˜ao dos dados no programa PHRQPITZ ´e necess´ario o conhecimento
da densidade da amostra de ´agua que ´e fundamental para se efetivar o c´alculo da atividade
iˆonica e, conseq¨uentemente dos ´ındices de desiquil´ıbrio mineral. Desta forma, o c´alculo da
densidade das amostras de ´agua dos piezˆometros foi realizado a partir do software CTD
(DOS) e os resultados s˜ao apresentados na tabela 40. Devido ao fato do programa CTD
n˜ao poder calcular a densidade para valores de salinidade ou condutividade el´etrica extre-
mamente baixos, optou-se pela constru¸c˜ao de uma equa¸c˜ao linear para a determina¸c˜ao da
densidade do piezˆometro P3 a partir dos valores obtidos dos piezˆometros P1, P2 e P4. A
figura 41 apresenta a correla¸c˜ao entre a salinidade e a densidade calculada pelo software
CTD.
110
Figura 40: C´alculo aproximado da densidade da ´agua dos piezˆometros pelo software CTD
Figura 41: Correla¸c˜ao entre a salinidade determinada e a densidade calculada
111
A partir das densidades determinadas foram calculados atrav´es do programa PHR-
QPITZ: a for¸ca iˆonica, a atividade iˆonica das esp´ecies, a molalidade dos elementos dis-
solvidos das amostras, PCO
2
e o equil´ıbrio mineral para diversos minerais como calcita,
dolomita, anidrita, halita, etc.Os resultados obtidos do c´alculo do ´ındice de satura¸c˜ao para
a calcita e dolomita s˜ao apresentados na figura 42. Nota-se que os piezˆometros P1,P3 e P4
ficaram muito pr´oximos da satura¸c˜ao da calcita e bem saturados em rela¸c˜ao `a dolomita.
O piezˆometro P2 no entanto resultou em uma subsatura¸c˜ao total de suas amostras com
rela¸c˜ao `a calcita.
Figura 42:
´
Indice de satura¸c˜ao da dolomita em rela¸c˜ao `a calcita calculado pelo programa
PHRQPITZ a partir das amostras de ´agua dos piezˆometros
O processo de supersatura¸c˜ao e a conseq¨uente precipita¸c˜ao do CaCO
3
ocorre de
forma diferenciada na ´agua doce em compara¸c˜ao ˆa ´agua marinha Moore (1999). A ´agua
doce n˜ao suporta altas supersatura¸c˜oes com respeito ao CaCO
3
e na maioria dos casos a
fase precipitada ´e o polimorfo do CaCO
3
caracterizado pelo baixo produto solubilidade.
Por ser a solubilidade do carbonato governada essencialmente pelos mesmos parˆametros, a
cin´etica de precipita¸c˜ao do carbonato de c´alcio ´e complicada na presen¸ca de altas concen-
tra¸c˜oes de Mg
2+
. Por outro lado muitos outros carbonatos marinhos (aragonita, calcita
magnesiana) est˜ao na fase metaest´avel com suas origens na resistˆencia do Mg
2+
em ser
112
desidratado e convertido em dolomita, (MgCaCO
3
) e magnesita, MgCO
3
.(STUMM and
MORGAN, 1996).
A subsatura¸c˜ao ou supersatura¸c˜ao descrito por Moore (1999) deve-se `a modifica¸c˜ao
da composi¸c˜ao do fluido devido `a mistura de ´aguas subterrˆaneas de origem continental
com ´aguas marinhas e as rea¸c˜oes qu´ımicas desta intera¸c˜ao com os s´olidos, formando um
estu´ario subterrˆaneo. Apesar da ´agua marinha e subterrˆanea serem super-saturadas com
respeito `a calcita, a mistura pode resultar em uma supersatura¸c˜ao ou subsatura¸c˜ao em
rela¸c˜ao `a calcita. Este mecanismo de subsatura¸c˜ao das solu¸c˜oes resultam primariamente
da dependˆencia n˜ao-linear do coeficiente de atividade sobre a for¸ca iˆonica e sobre as mu-
dan¸cas na distribui¸c˜ao das esp´ecies de carbono inorgˆanico com resultado da mistura. A
calcita magnesiana com forte substitui¸c˜ao do Mg
2+
´e a fase carbon´atica preponderante,
principalmente de origem biogˆenica na ´agua do mar (STUMM; MORGAN, 1996). Ape-
sar da magnesita ser o carbonato de magn´esio mais comum nos ambientes geol´ogicos,
raramente ´e observada sua precipita¸c˜ao nas ´aguas naturais (LANGMUIR, 1997).
A forma¸c˜ao da dolomita tem o processo favorecido onde a mistura da ´agua marinha
com a ´agua subterrˆanea continental ocorra em ambientes com concentra¸c˜ao relativamente
reduzida de sulfato (MOORE, 1999). Conforme podemos observar na figura 32 neste
trabalho h´a, por outro lado, uma elevada concentra¸c˜ao de sulfato no P2, sugerindo uma
impossibilidade quanto `a forma¸c˜ao de dolomita, pois os valores no, intervalo do piezˆometro
P3 ao P2, chegam `a 4000 mg.L
−1
.
Outro aspecto importante para explicar a supersatura¸c˜ao da calcita est´a relacio-
nada, al´em de outros fatores como o aumento da temperatura, a evapora¸c˜ao e, ou a perda
de CO
2
para a fotos´ıntese ou por exolu¸c˜ao para a atmosfera, `a mistura de ´aguas (MOORE,
1999; LANGMUIR, 1997). Neste processo de mistura, o Mg na ´agua marinha inibe a nu-
clea¸c˜ao da calcita, resultando na precipita¸c˜ao de finos gr˜aos mais sol´uveis de aragonita e
calcitas magnesianas Plummer; Busenberg, (1982, apud LANGMUIR, 1997). A adsor¸c˜ao
de outras substˆancias podem atrav´es de dissolu¸c˜ao lenta, prevenir a nuclea¸c˜ao e inibir
113
o desenvolvimento do cristal de carbonato. Os inibidores incluem o j´a citado Mg, PO
4
,
SO
4
,Sr, Ba, Pb e orgˆanicos, estes ´ultimos tidos como mais efetivos que os inorgˆanicos em
baixas concentra¸c˜oes Hoogart; Posthumus (1990, apud LANGMUIR, 1987).
As altas concentra¸c˜oes determinadas principalmente no P2 seriam, a partir do
exposto, resultado da interferˆencia dos diversos inibidores no processo de nuclea¸c˜ao das
fases minerais calcita e dolomita esta, relacionada principalmente da mistura das ´aguas
subterrˆaneas de origem continental com as ´aguas marinhas. Neste contexto a raz˜ao da
molalidade do Ca e do Mg em rela¸c˜ao `a press˜ao do CO
2
apresenta resultados dentro
da literatura conforme pode ser observado na figura 43 onde apresenta as rela¸c˜oes de
estabilidade dos carbonatos de c´alcio e magn´esio `a 25
o
C e 1 bar de press˜ao em fun¸c˜ao da
press˜ao do CO
2
e mCa
2+
/mMg
2+
. Por apresentado anteriormente, por motivos cin´eticos,
a dolomita tem a sua precipita¸c˜ao inibida sendo maioria das ´aguas naturais ligadas ao
campo de estabilidade da calcita Langmuir (1997). Nota-se que todos os pontos situam-se
no campo de estabilidade da calcita que, embora impedidos de uma precipita¸c˜ao efetiva
apresentam-se na ´area j´a descrita como pertinente das ´aguas naturais. Por outro lado ´e
evidente no gr´afico a evolu¸c˜ao da ´agua ao longo do perfil: todas as amostras encontram-se
no) campo de estabilidade da calcita evidenciando-se o direcionamento para a margem
inferior com a diminui¸c˜ao do Ca e enriquecimento do Mg. Caracterizando a evolu¸c˜ao temos
a seq¨uˆencia P4-P3-P1 e mar. A exce¸c˜ao ´e identificada nas amostras P2 provavelmente
devido `a mistura das ´aguas.
Em rela¸c˜ao `a anidrita e ao gypsum ´e observado um comportamento inverso: ocorre
a subsatura¸c˜ao. A figura 44 apresenta a compara¸c˜ao do ´ındice de desequil´ıbrio mineral do
gypsum (CaSO
4
.2H
2
O) e da anidrita (CaSO
4
+ 2H
2
O), nota-se que todos as amostras
de ´agua subterrˆanea apresentam subsatura¸c˜ao.
Fica evidenciado que, mesmo com a varia¸c˜ao da for¸ca iˆonica para valores baixos
como os encontrados no piezˆometro P3, ´e dif´ıcil a precipita¸c˜ao destas fases mineral´ogicas
pela supersatura¸c˜ao. Esta evidˆencia ´e importante para se discutir outro aspecto eviden-
114
Figura 43: Rela¸c˜oes de estabilidade dos carbonatos de c´alcio e magn´esio `a 25
o
C e 1 bar
de press˜ao em fun¸c˜ao da press˜ao do CO
2
e mCa
2+
/mMg
2+
Figura 44: Distribui¸c˜ao espa¸co-temporal do ´ındice de desequil´ıbrio mineral da anidrita
em rela¸c˜ao ´ındice de desequil´ıbrio mineral do gypsum ao longo do perfil de amostragem
em rela¸c˜ao aos meses do ano de 2003
115
Tabela 11: Produto solubilidade de sulfato minerais.
Fase mineral f´ormula -logK
sp
Anidrita CaSO
4
4.36
Gypsum CaSO
4
.2H
2
O 4.59
Barita BaSO
4
9.97
Fonte: Langmuir (1997)
ciado neste estudo, relacionado `a geoqu´ımica do Ba que, na fase mineral´ogica da barita
(BaSO
4
), possui produto solubilidade maior que as fases citadas conforme pode ser ob-
servado na tabela 11. Se a ´agua subterrˆanea estudada apresenta-se subsaturada com
rela¸c˜ao `a anidrita e ao gypsum, ´e pouco prov´avel que a barita precipite devido ao seu
maior produto solubilidade e, conseq¨entemente, espera-se o mesmo comportamento com
rela¸c˜ao `a dissolu¸c˜ao, a barita tamb´em apresentar´a maior resistˆencia do que as demais ao
intemperismo.
A fonte de Ba na zona costeira ´e discutida por diversos autores. O Ba por ser
um elemento caracteristicamente de origem continental (MOORE, 1999) e, pode ser uti-
lizado como tra¸cador da ´agua subterrˆanea na mistura da ´agua marinha (MOORE, 1998,
1999; COFFEY, 1997). Nesta interface, do continente com o oceano, o Ba ´e conside-
rado como troc´avel pelos pro cessos com o material particulado Hanor; Chan (1979, apud
COFFEY et al., 1997) e, ainda, pode estar relacionado `a forma¸c˜ao de dep´ositos de ba-
rita diagen´etica pela remobiliza¸c˜ao do b´ario e reprecipita¸c˜ao autigˆenica (TORRES et al.,
1996).Os piezˆometros P4 e P3 apresentam concentra¸c˜oes de Ba de at´e duas ordens de gran-
deza maiores do que a concentra¸c˜ao determinada na ´agua da ba´ıa de Sepetiba pr´oxima ao
manguezal. O Mn e o Pb apresentam comportamento semelhante ao Ba na interface do
P4 para o P3, enriquecendo. O Fe, por outro lado, apresenta uma forte queda na interface
do P4 para o P3. Este comportamento do Ba, do Mn e do Fe ´e descrito por Charette;
Sholkovitz (2006) no estu´ario subterrˆaneo de Waquoit Bay (Cape Cod, MA, USA). Por
outro lado Kauskopf; Bird (1995) atribuem aos hidr´oxidos de manganˆes a reten¸c˜ao do
Pb, do Ba e do Ni.Levando-se em considera¸c˜ao que a troca iˆonica seja mais r´apida forne-
116
cedora de Ba que a dissolu¸c˜ao da barita biogˆenica, pode o enriquecimento do Ba
2+
estar
associado `a troca iˆonica realizada com o Mg
2+
nos argilo minerais do nas regi˜oes de baixa
salinidade nos estu´arios, semelhantemente aos processos ocorridos com as part´ıculas origi-
nadas de rios (COFFEY et al., 1997). Moore (1999) associa o mesmo processo como fonte
de Ba para os estu´arios subterrˆaneos associando que os s´olidos dos aq¨u´ıferos adsorvem o
Ba das ´aguas subterrˆaneas. A disponibilidade do Ba ocorre quando a intrus˜ao da ´agua do
mar exp˜oe o aq¨u´ıfero ao contato com a ´agua salina. De acordo com Charete; Sholkovitz
(2006) a estratifica¸c˜ao vertical do Fe e do Mn seria controlada diageneticamente onde, o
hidr´oxido de Mn seria formado `a menor profundidade que o os hidr´oxidos de Fe. Desta
forma, a ´agua subterrˆanea derivada do continente transportaria o ferro ferroso dissolvido
e o manganˆes reduzido para o estu´ario subterrˆaneo onde uma grande fra¸c˜ao do Fe e do Mn
dissolvidos oxidariam e precipitariam. Este processo ocorreria ainda com a sobreposi¸c˜ao
da pluma de ´agua doce sobre a ´agua do mar. Sendo este cen´ario respons´avel pelo controle
da ciclagem do Ba no estu´ario subterrˆaneo e a ´agua subterrˆanea procurou-se identificar
comportamentos semelhantes entre os elementos estudados ao longo do perfil. A figura
45 apresenta as concentra¸c˜oes m´edias de Fe, Mn e Ba em mM ao longo do perfil amostral.
Nota-se que o comportamento descrito por Charette; Sholkovitz (2006) aplica-se neste
estudo `a exce¸c˜ao da n˜ao disponibilidade de dados por profundidade. No P4, mais conti-
nental, as concentra¸c˜oes de Fe s˜ao elevadas em compara¸c˜ao aos demais elementos. Na
zona de baixa salinidade em contato com a zona de alta salinidade os comportamentos
se invertem: o Fe reduz bruscamente as concentra¸c˜oes e o Mn atinge as maiores concen-
tra¸c˜oes nos piezˆometros P3, P2 e P1. O Ba, por outro lado atinge seu m´aximo na zona de
menor salinidade sendo este comportamento claramente descrito por Charette; Sholkovitz
(2006). Este comportamento do Ba est´a associado `a varia¸c˜ao da for¸ca iˆonica ocasionada
pela entrada de mar´e que desorvem o Ba dos hidr´oxidos de manganˆes (CHARETTE &
SHOLKOVITZ, 2006).Para Krauskopf; Bird (1995), o γ MnO(OH)pode adsorver mais de
85% da concentra¸c˜ao de Ba que existe em equil´ıbrio com a solu¸c˜ao.O comportamento do
Mn e do Fe, al´em deste processo est´a diretamente vinculado tamb´em ao processo redox
117
Figura 45: Varia¸c˜ao das concentra¸c˜oes de b´ario, ferro e mangaˆes nospiezˆometros amostra-
dos
caracter´ıstico do ambiente de manguezal. Este processo discutiremos mais adiante.
Uma observa¸c˜ao importante que cabe discutir diz respeito ao comportamento do
Pb que a partir da descri¸c˜ao do seu comportamento geoqu´ımico escrito por Krauskopf;
Bird (1995) pode estar viculado ao mesmo processo que ocorre com o Ba.A tabela 12 apre-
senta as concentra¸c˜oes de Ba (nM) determinadas neste trabalho comparadas `a de outros
estudos permitindo inferir similaridades de concentra¸c˜oes. As concentra¸c˜oes determinadas
nos piezˆometros P1 e P2 s˜ao similares enquanto que a magnitude relativa `as concentra¸c˜oes
pertinentes ao piezˆometro P3 apresenta uma ordem de grandeza de varia¸c˜ao. As concen-
tra¸c˜oes de Ba determinadas neste trabalho encontram-se na mesma ordem de grandeza
e pr´oximos `as concentra¸c˜oes determinadas por Shaw et al. (1998); Charette; Sholkovitz
(2006); Windom; Niencheski (2003) e Moore (1999). A concentra¸c˜ao de 88,8 nM deter-
minada nas ´aguas da ba´ıa de Sepetiba pr´oxima `a margem do manguezal supera em duas
vezes o determinado por Moore (1999) no oceano Atlˆantico (40 nM) e, em trˆes vezes o
determinado por Charette; Sholkovitz (2006) para as ´aguas do mar em Vineyard Sound
(25 nM). Este resultado pode estar relacionado ao enriquecimento de Ba provocado pela
descarga da ´agua subterrˆanea proveniente do sistem do manguezal estudado.
118
Tabela 12: Concentra¸c˜ao de Ba (nM) nos piezˆometros determinado neste trabalho com-
parado aos resultados encontrados em po¸cos por outros autores.
Local M´ınimo M´aximo
(nM) (nM)
P1 201,7 425,3
P2 217,7 434,7
P3 378,6 5299,6
P4 636,4 1227,7
Mar Sepetiba 88,8
Rio 161,8 263,4
SHAW et al. (1998)
Po¸cos rasos 1 - 4m 20 200
Po¸cos profundos >4m 150 2000
Po¸cos salinos 200 1400
Po¸co artesiano 2800
Po¸cos hiposalinos 30 550
CHARETTE & SHOLKOVITZ (2006)
Po¸cos rasos 8m 1 2800
´
Agua do mar em Vineyard Sound 25
Po¸cos de ´agua doce 10 50
MOORE (1999)
Po¸cos rasos 1 - 4m 50 1470
Po¸cos profundos 55 - 70m 49 1393
Po¸co artesiano 3300
Savanah river 130
Pee Dee river 170
Oceano Atlˆantico 40
WINDOM & NIENCHESKI (2003)
Po¸cos profundos 20m 100 2500
119
Tabela 13: Concentra¸c˜oes calculadas a partir do produto solubilidade da Σ SiO
2
(aq) do
quartzo e do polimorfo.
pH Quartzo SiO
2
(am)
Σ SiO
2
(aq) ppm Σ SiO
2
(aq) ppm
7 6.0 117
8 6.1 122
9 7.0 139
10 15.5 310
11 102 2020
12 1028 20500
Fonte: LANGMUIR (1997)
No ambiente em estudo o enriquecimento do Si pode estar associado `a dissolu¸c˜ao
derivada da forma polimorfa denominada cristobalita (algumas vezes chamada de opala
ou s´ılica opalina) favorecendo mais `a dissolu¸c˜ao do Si do que a estrutura cristalina do
Si (quartzo) conforme ilustrado na tabela 13. Esta forma possivelmente encontrada no
estrato mais elevado das camadas sedimentares relativas `as conchas de gastr´opodes e
bivalves denota que no passado esta f´acie sedimentar era um fundo marinho (figura 25).
Importante discernir que o enriquecimento do Ba nas ´aguas dos estu´arios super-
ficiais est´a vinculado `a zona de maior salinidade (COFFEY et al., 1997) enquanto que
nos estu´arios subterrˆaneos, o enriquecimento do Ba na ´agua subterrˆanea est´a vinculada
`a zona de menor salinidade Charette; Sholkovitz (2006). A origem do Ba portanto pode
provavelmente estar mais associada aos s´olidos dos aq¨u´ıferos que adsorvem o Ba das ´aguas
subterrˆaneas e quando em contato com as ´aguas marinhas com for¸ca iˆonica elevada, s˜ao
desorvidos enriquecendo a ´agua subterrˆanea (MOORE, 1999).
4.3.2 Processos relativos `a degrada¸c˜ao da mat´eria orgˆanica
Devido `a alta produ¸c`ao de mat´eria orgˆanica com grande capacidade de adsor¸c˜ao de
c´ations (VESTERGAARD, 1979), os sedimentos de manguezal (argilo/arenoso resultante
120
do processo de transporte por ´aguas continentais, bem como de produtos carreados pelas
constantes inunda¸c˜oes de mar´es) apresentam caracter´ısticas redutoras atrav´es da ativi-
dade de microorganismos associada `a decomposi¸c˜ao da mat´eria orgˆanica. Este ambiente
´e resultado de pro cessos de redu¸c˜ao que ocorrem nos sedimentos de uma forma hierarqui-
zada. O oxigˆenio ´e o primeiro oxidante a ser reduzido. Seguido por nitrato, manganˆes,
ferro, sulfato e CO
2
, dependendo do potencial de oxi-redu¸c˜ao do meio (DELAUNE et
al., 1976). Aragon et al. (1999) estabelece uma correla¸c˜ao linear entre a alcalinidade e
sulfetos dissolvidos na ´agua intersticial entre 15 e 25 cm de profundidade nos sedimentos
em um manguezal de Sepetiba, que representa a degrada¸c˜ao da mat´eria orgˆanica pela
rea¸c˜ao 4.1:
2CH
2
O + SO
2−
4
→ 2CHO
−
3
+ H
2
S (4.1)
Nos ambientes de manguezal ocorre a redu¸c˜ao do sulfato devido a abundˆancia
deste composto na ´agua do mar e sua alta energia relativa (HOWARTH & GIBLIN,
1983). Desta forma, uma grande quantidade de sulfeto ´e produzida atrav´es de v´arios
processos microbianos mediados por bact´erias sulfato redutoras. Estas rea¸c˜oes de sulfato-
redu¸c˜ao nos sedimentos resultam num aumento de fosfato, alcalinidade e amˆonia nas ´aguas
intersticiais (HINES & LYONS, 1982), precipitando metais como sulfetos insol´uveis que
gradualmente se acumulam nos sedimentos. Quando ´oxidos ou hidr´oxidos amorfos de
ferro est˜ao dispon´ıveis em sedimentos anaer´obicos, a redu¸c˜ao de Ferro (III) pode ser
o principal meio de decomposi¸c˜ao da mat´eria orgˆanica (LOVLEY & PHILLIPS, 1986)
conforme ilustrado nas rea¸c˜oes 4.2 e 4.3 (ARAGON et al. 1999): .
9
4
CH
2
O + F e (OH)
3
+ SO
2−
4
+ 2H
+
→
9
4
H
2
CO
3
+ F eS +
5
2
H
2
O (4.2)
121
15
4
CH
2
O + F e (OH)
3
+ 2SO
2−
4
+ 4H
+
→
15
4
H
2
CO
3
+ F eS
2
+
7
2
H
2
O (4.3)
Neste estudo, o testemunho retirado na f´acie apicum (P2) apresenta car´ater redutor
caracterizado pela colora¸c˜ao escura ao longo do seu perfil com raras exce¸c˜oes evidencia-
das pela colora¸c˜ao marrom (possivelmente relacionadas `a precipita¸c˜ao de oxi-hidr´oxidos
de ferro) e o forte odor caracter´ıstico da emana¸c˜ao do H
2
S. Por´em, o piezˆometro P2 apre-
sentou um car´ater mais eletropositivo no Eh sendo, ent˜ao, esperado uma precipita¸c˜ao do
Mn com oxi-hidr´oxidos na zona mais oxidada (SHIMMIELD et al., 1990). Apesar deste
aspecto, ocorre o contr´ario, h´a uma maior concentra¸c˜ao de Mn dissolvido provavelmente
relacionado ao fato que as condi¸c˜oes na verdade serem sub-´oxidas n˜ao sendo suficientes
para a precipita¸c˜ao do Mn. A altera¸c˜ao de estado oxi-redu¸c˜ao sugerida pelo resultados
de Eh (figura 28) s˜ao corroborados pelo comportamento do elemento terra-rara Ce que ´e
um bom indicador de altera¸c˜ao de potencial redox no meio Guichard (1979), Henderson
(1983), Debaar et al. (1988), Liu et al. (1988) e Alibo et al. (1999). Em condi¸c˜oes reduto-
ras o Ce
4+
´e convertido em Ce
3+
enriquecendo a solu¸c˜ao Elderfield et al.(1987). Na figura
46 pode-se notar o enriquecimento da anomalia do Ce (Ce/Ce
∗
) determinado no particu-
lado das amostra de ´aguas subterrˆaneas dos piezˆometros. Este enriquecimento sugere a
mudan¸ca do estado de oxida¸c˜ao entre as amostras das ´aguas subterrˆaneas referentes ao P1
e P4, mais an´oxicas e; P2 e P3, mais oxidadas ou uma co-precipita¸c˜ao com os hidr´oxidos
de Fe. Este comportamento do Ce aliado aos resultados de Mn sugerem a possibilidade de
uma zona sub-´oxida, pois h´a a precipita¸c˜ao do Ce por´em n˜ao ´e evidenciada a precipita¸c˜ao
do Mn. De forma geral o comportamento dos ETR poder ser avaliado pelas figuras ??, ??,
?? e ??. Nota-se forte enriquecimento dos ETR nas f´acies Ap e Mi mas no entanto, n˜ao
´e identificado um forte enriquecimento positivo com rela¸c˜ao `as anomalias do Ce e do Eu.
Desta forma n˜ao h´a uma indica¸c˜ao clara de mudan¸ca consider´avel redox entre as f´acies,
apesar dos resultados de Eh. Como o Ce e o Eu s˜ao redox sens´ıveis os resultados suge-
122
Figura 46: Distribui¸c˜ao de Ce/Ce
∗
nos piezˆometros no per´ıodo estudado em 2003
rem que o processo de redox ´e mais lento do que as varia¸c˜oes de Eh determinadas. Fica
tamb´em evidenciado um maior enriquecimento dos ETR leves em detrimento dos ETR
pesados nos sedimentos finos pois os particulados filtrados das amostras s˜ao menores que
63µm devido ao revestimento com tela de 63µm na parte inferior dos piezˆometros onde
se encontram os orif´ıcios de entrada da ´agua.
O comportamento do Mn descrito por (SHIMMIELD & PEDERSON, 1990) as-
socia a distribui¸c˜ao do Mn
4+
da fase s´olida e do Mn
2+
na ´agua intersticial pela elevada
concentra¸c˜ao no sedimento em superf´ıcie decrescendo com a profundidade, contrastando
com a baixa concentra¸c˜ao na ´agua intersticial em superf´ıcie enriquecendo, a seguir, com
o aumento da profundidade. O fato do Mn ser reduzido em Eh maior que o Fe, repre-
cipitaria lentamente atrav´es de difus˜ao ao longo do perfil com condi¸c˜oes mais ´oxidas.
Este processo po de ser relacionado tamb´em com o comportamento identificado por Cha-
rette; Sholkovitz (2005,2006) em que a pluma de ´agua subterrˆanea de origem continental
se sobrep˜oe `a pluma de ´agua subterrˆanea de origem marinha ao longo do perfil por ele
estudado, apresentando forte concentra¸c˜ao de Mn nos piezˆometros de amostragem mais
pr´oximos do mar e, nas amostras mais pr´oximas `a superf´ıcie. De certa forma poderia se
123
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
-0,50 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00
[Cl]
amostra
/ [Cl]
mar
O
18
P2 P3 Mar Rio
Figura 47: Rela¸c˜ao entre a concentra¸c˜ao de cloretos e δ18O.
especular que o P3 neste estudo responderia pela ´agua subterrˆanea de origem continental
se sobrepondo `a ´agua subterrˆanea de origem marinha no P1, resultando na mistura n P2.
Para esta diferencia¸c˜ao foi identificada a assinatura isot´opica do δ
18
O que responderia
pela origem da ´agua que est´a se misturando em subsuperf´ıcie.
A figura 47 apresenta os valores determinados de δ18O versus a raz˜ao da concen-
tra¸c˜ao de cloretos das amostras em rela¸c˜ao `a concentra¸c˜ao da ´agua da ba´ıa de Sepetiba.
Foram determinadas as assinaturas isot´opicas das amostras de ´agua dos piezˆometros P2
e P3, da amostra de ´agua do mar coletada na ba´ıa de Sepetiba e das amostras de ´agua do
rio da serra que divide Sepetiba da cidade do Rio de Janeiro. Estes dois ´ultimos foram
utilizados como referˆancia de origem da ´agua para compara¸c˜ao com os valores determina-
dos nas ´aguas dos piezˆoimetros. Os valores encontrados nas amostras de ´agua subterrˆanea
do P3 se assemelham `a ´agua do rio e, os valores encontrados nas amostras de ´agua do
P2 se assemelham da assinatura isot´opica da amostra da ´agua do mar apresentando um
enriquecimento marcante de cloretos.
Os resultados obtidos aliados ao modelo identificado por Charette; Sholkovitz
(2005,2006) sugerem uma compartimenta¸c˜ao no comportamento geoqu´ımico do Mn em
rela¸c˜ao ´as f´acies estudadas. Os resultados de manganˆes obtidos por Aragon et al.(1986) na
124
f´acie caracguejo (P2 - apicum) poderiam estar relacionadas ao processo de difus˜ao do Mn
dissolvido de estratos inferiores que precipitariam `a superf´ıcie devido ao contato com a
´agua do mar acumulada com car´ater mais positivo de Eh.O Fe por outro lado, apresenta
forte redu¸c˜ao das concentra¸c˜oes entre os piezˆometros P4 e P3 permanencendo concen-
tra¸c˜oes muito baixas nos piezˆometros P3, P2 e P1. Como demonstrado anteriormente,
no piezˆometro P3 pode estar ocorrendo a forma¸c˜ao de hidr´oxidos, devido ao car´ater mais
eletropositivo do Eh determinado na ´agua subterrˆanea, e a precipita¸c˜ao com o Fe na forma
F e
3
(P O
4
)
2
.8H
2
O. O piezˆometro P2, por apresentar uma grande concentra¸c˜ao de sulfato,
n˜ao observada no P3, teria o f´osforo disponibilizado inibindo sua precipita¸c˜ao qu´ımica
atra´es de F e
3
(P O
4
)
2
.8H
2
O Patrick; Mahapatra (1968, apud SILVA, 1992). Posterior-
mente, no P1 observa-se um decr´escimo acentuado dos valores de Eh (mais eletronegati-
vos) e uma concentra¸c˜ao elevada de sulfetos nas ´aguas associado a alta concentra¸c˜ao de P.
Este comportamento caracteriza a forma¸c˜ao de compostos de ferro ligados `a degrada¸c˜ao da
mat´eria orgˆanica que poderia estar por outro lado, resultando numa produ¸c˜ao de f´osforo
dissolvido na ´agua subterrˆanea.Por outro lado, Suzumura et al. (2000) aponta que o fos-
fato apresenta comportamento imprevis´ıvel em estu´arios considerados a zona de mistura
entre a ´agua doce e a ´agua salina. Neste estudo, o fosfato apresentou correla¸c˜ao com a
condutividade el´etrica (r=0,69); com os cˆations maiores sobretudo o Ca
2+
(r=0,72); com
o SO
2−
4
(r=0,76) e com o sulfeto (r=0,67). Windom; Niencheski (2003) e Suzumura et al.
(2000) apresentam resultados relativos `a na zona de mistura de ´aguas subterrˆaneas e ´aguas
marinhas descrevendo um comportamento n˜ao conservativo. Gunnars (2002) aponta no
estudo de Dzombak (1999) o comportamento do c´alcio que, em solu¸c˜oes sint´eticas, pode
adsorver em part´ıculas minerais dos ´oxidos de ferro por rea¸c˜oes de complexa¸c˜ao com gru-
pos hidroxil. A partir das considera¸c˜oes realizadas e das informa¸c˜oes obtidas na literatura
foi elaborado um modelo (figura 48 sintetizando os principais processos que ocorrem no
ambiente de manguezal estudado, enfatizando o papel do estu´ario subterrˆaneo na zona de
mistura das ´aguas subterrˆaneas de origem continental com as ´aguas de origem marinha.
125
Figura 48: Modelo representativo dos processos que caracterizam a ´area de estudo
126
4.4 Fluxos
A determina¸c˜ao da descarga da ´agua subterrˆanea em ambientes costeiros e os
c´alculos de fluxos permitem a avalia¸c˜ao do fornecimento de nutrientes e metais tra¸co do
continente para a zona costeira. Os processos controladores tˆem sido amplamente es-
tudados com objetivo de se entender a fun¸c˜ao e o grau de importˆancia relativo `a ´agua
subterrˆanea no balan¸co global de nutrientes (BUDDMEIER, 1996; MOORE, 1999; THI-
BODEAU et al. 1998; RIDD & SAM 1996; MOORE 2006; entre outros). O c´alculo dos
fluxos dos elementos foram realizados a partir da equa¸c˜ao 4.4 denominada de lei de Darcy
(FETTER, 1994) que determina a descarga da ´agua subterrˆanea. Onde Q ´e a vaz˜ao, K
´e a condutividade hidr´aulica, A ´e a ´area da se¸c˜ao, dh a diferen¸ca piezom´etrica e, dl a
distˆancia entre os piezˆometros. Cabe observar que n˜ao se levou em considera¸c˜ao a vaz˜ao
da mar´e devido `a amostragem e medi¸c˜oes do n´ıvel piezom´etrico terem sido realizadas
durante a mar´e baixa.
Q = KA
dh
dl
(4.4)
Neste estudo admitiu-se uma distˆancia aproximada de 150m em linha reta entre os
pontos P4 e P1; uma distˆancia de costa referente ao comprimento do apicum em torno de
200 m; uma profundidade de 2m correspondente ao estrato de sedimento mais grosseiro
observado no testemunho e condutividade hidr´aulica igual a 8,64 m.d
−1
ou 0,1 cm.s
−1
relativa `as areias grossas (FETTER, 1994). Para se estimar a contribui¸c˜ao da ´agua sub-
terrˆanea proveniente do ambiente de manguezal para a ba´ıa de Sepetiba foi calculada a
descarga m´edia da ´agua subterrˆanea bem como, os fluxos m´edios dos nutrientes. Conv´em
ressaltar que o mˆes de agosto por apresentar uma diferen¸ca do n´ıvel piezom´etrico inversa
entre o piezˆometro P4 e P1 resultou em um c´alculo negativo da descarga. Ficaria evi-
denciado desta forma uma influˆencia maior da mar´e que resultaria no n´ıvel piezom´etrico
127
Tabela 14: C´alculo da descarga da ´agua subterrˆanea entre os piezˆometros P4 e P1
Mˆes h1 h2 δL
dh
dl
distˆancia K Q Q
(m) (m) (m) (m) (m.d
−1
) (m
3
.d
−1
) (m
3
.ano
−1
)
jan -0.12 0.18 150 0.001980 200 8.64 6.84 2497.70
fev -0.44 0.83 150 0.008487 200 8.64 29.33 10705.45
mar 0.26 0.46 150 0.001353 200 8.64 4.68 1707.11
mai -0.21 0.30 150 0.00380 200 8.64 11.68 4263.57
jun 0.25 0.27 150 0.00011 200 8.64 0.39 143.00
ago 0.36 0.13 150 -0.00152 200 8.64 -5.25 -1917.35
Tabela 15: Fluxos calculados a partir da vaz˜ao determinada entre os piezˆometros P4 e P1
para P, Si, C, Fe, Mn e Ba
P (g.d
−1
) Si (g.d
−1
) C (g.d
−1
) Fe (g.d
−1
) Mn (g.d
−1
) Ba (g.d
−1
)
Mˆes P4 P1 P4 P1 P4 P1 P4 P1 P4 P1 P1 P1
jan - 32.1 141.5 182.4 236.8 144.8 14.8 0.72 3.3 13.8 0.7 0.2
fev 4.4 101.8 668.4 896.3 866.7 607.4 266.5 2.3 14.8 56.2 2.6 0.9
mar - 1.87 - 119.3 - 172.9 - 0.28 - 8.8 - 0.2
mai 2.9 27.7 157.0 164.0 274.5 206.9 426.4 1.04 4.0 21.7 1.52 0.4
jun 0.1 0.5 4.6 5.8 5.5 8.4 6.7 0.1 0.1 0.7 0.05 0.02
mais elevado e redu¸c˜ao ou neutraliza¸c˜ao da descarga da ´agua subterrˆanea para a ba´ıa de
Sepetiba. Os parˆametros utilizados e os resultados obtidos s˜ao apresentados na tabela
14. Nota-se que a diferen¸ca dos n´ıveis piezom´etricos sugerem uma resposta em rela¸c˜ao `a
precipita c˜ao conforme discutido anteriormente.
As descargas resultantes dos c´alculos da ´agua subterrˆanea foram multiplicados
pelas concentra¸c˜oes dos parˆametros determinadas nos piezˆometros P4 e P1 (figura 15)
para se estimar os fluxos de entrada (P4) e os fluxos de sa´ıda (P1). Considerou-se a
diferen¸ca positiva entre os fluxos como uma entrada do parˆametro a partir do manguezal
para a ´agua subterrˆanea e, a diferen¸ca negativa como uma sa´ıda do parˆametro da ´agua
subterrˆanea para o manguezal conforme pode ser observado na tabela 16.
A partir dos resultados apresentados na tabela 15 foram calculadas as m´edias, me-
dianas, valores m´aximos, m´ınimos e desvio padr˜ao de cada parˆametro para os piezˆometros
P4 e P1. Os resultados s˜ao apresentados na tabela 16 onde ´e apresentado tamb´em o
128
Tabela 16: Estat´ıstica descritiva da vaz˜ao e fluxos de P, Si, C, Fe, Mn e Ba calculados a
partir dos dados das tabelas 14 e 15
vari´avel piezˆometro N M´edia Mediana M´ınimo M´aximo Desvio Padr˜ao
Q 6 7.95 5.76 -5.25 29.33 11.95
P P4 3 2.47 2.9 0.10 4.40 2.18
P P1 5 32.79 27.7 0.50 101.8 41.19
Si P4 4 242.88 149.25 4.60 668.40 291.83
Si P1 5 273.56 164.00 5.80 896.30 354.83
C P4 4 345.88 255.65 5.50 866.70 367.02
C P1 5 228.08 172.90 8.40 607.40 225.04
Fe P4 4 178.60 140.65 6.70 426.40 204.54
Fe P1 5 0.89 0.72 0.10 2.3 0.87
Mn P4 4 5.55 3.65 0.10 14.80 6.40
Mn P1 5 20.24 13.80 0.70 56.20 21.50
Ba P4 4 1.22 1.11 0.05 2.60 1.10
Ba P1 5 0.34 0.20 0.02 0.9 0.34
n´umero de amostras. Na tabela 17 s˜ao comparados algumas descargas determinadas
por outros autores que utilizaram o mesmo m´etodo (equa¸c˜ao de Darcy). Nota-se que a
faixa de valor determinada neste estudo apresenta um aporte de´agua subterrˆanea relativos
aos 150 m referente ao comprimento do apicum, superior ao determinado por Robinson
(1996) se levados em considera¸c˜ao os mesmos 150 m ( 6.6x10
−3
x 200m = 1.32 m
3
.d
−1
)
em Massachusetts denotando um aporte representativo de ´agua subterrˆanea para a ba´ıa
de Sepetiba. Por outro lado, se estimarmos um per´ımetro de 40000m que responderia
pela presen¸ca de ´areas de manguezais no entorno da ba´ıa de Sepetiba e, considerando os
mesmos 2 m de profundidade do pacote sedimentar que responderia pela maior descarga
da ´agua subterrˆanea a descarga total resultaria em 3180 m
3
.d
−1
).
Utilizando os dados determinados por Molisani et al. (2006) para o sistema dos
rios Guandu e Para´ıba do sul que alimentam a ba´ıa de Sepetiba, a descarga estimada de
3180 m
3
.d
−1
representa cerca de 0,09% da descarga do sistema do rio Guandu (3.542.400
m
3
.d
−1
ou 41 m
3
.s
−1
) que caracteriza o sistema descontado o aporte do rio Para´ıba do
Sul. Lembrando que este c´alculo estima a descarga somente da camada superior dos sedi-
mentos (entre 1,00 m e 3,00 m) n˜ao levando em considera¸c˜ao o aporte correspondente das
camadas mais profundas que caracterizariam uma representatividade no sistema muito
129
Tabela 17: Compara¸c˜ao de descargas de ´agua subterrˆanea estimadas p ela lei de Darcy na
zona costeira ou grandes lagos*
Lago ou Mar Descarga estimada Referˆencia
Enseada das Gar¸cas 7,95 m
3
.d
−1
**
Mar B´altico (adjacente a ´area da antiga URSS) 1.2 Km
3
.ano
−1
Mar C´aspio 3.2 Km
3
.ano
−1
Mar de Aral 0.18 Km
3
.ano
−1
Lago Baikal 1.1 Km
3
.ano
−1
Lago Balkhash 0.1 Km
3
.ano
−1
Zektser (1996)
Tomales Bay, California 6.6x10
3
m
3
.d
−1
Oberdorfer et al. (1990)
Massachusetts 0.79x10
4
m
3
.d
−1
6.6x10
−3
m
3
.d
−1
.m
−1
linha de costa Robinson (1996)
Lagos Huron e Erie 2.33 m
3
.d
−1
Cherkauer; Taylor (1990)
* exce¸c˜ao ao trabalho de Zektser (1996)
* levando-se em considera¸c˜ao uma faixa de 150m de costa x 2m de prof.
mais elevada. Considerando-se o c´alculo com o aporte do rio Para´ıba do Sul, estimado
para cerca de 129 m
3
.s
−1
(ou 11.145.600 m
3
.d
−1
)esta representatividade se recalculada
responde por cerca de 0.03%, como conseq¨uˆencia, ocorreu uma diminui¸c˜ao para cerca de
1/3 de representatividade sobre o sistema. Esta altera¸c˜ao do balan¸co das descargas entre
o sistema dos rios Guandu e Para´ıba do Sul e a descarga das ´aguas subterrˆaneas prove-
nientes dos manguezais sugere um impacto sobre o sistema costeiro que provavelmente
tenha provocado altera¸c˜ao na ciclagem de nutrientes no sistema da ba´ıa de Sepetiba.A
partir destes c´alculos foram constru´ıdos diagramas representativos de cada elemento onde
s˜ao apresentados os fluxos de entrada e sa´ıda nos piezˆometros P4 e P1; a contribui¸c˜ao ou
reten¸c˜ao do fluxo do elemento no sistema e a descarga m´edia calculada (8 m
3
.d
−1
). Os
diagramas gerados s˜ao apresentados na figura 49 juntamente com um diagrama modelo
onde s˜ao identificadas as unidades empregadas e a identifica¸c˜ao dos piezˆometros e dos
fluxos.O sistema estudado apresenta caracter´ısticas marcantes quanto ao comportamento
geoqu´ımico dos elementos na interface do continente com a ba´ıa de Sepetiba. O conti-
nente atua como principal fonte de Fe at´e a entrada no sistema apartir da´ı, os processos
geoqu´ımicos de sor¸c˜ao e, principalmente a oxi-redu¸c˜ao provocam a reten¸c˜ao do Fe no
130
sistema reduzindo drasticamente seu fluxo conforme os resultados obtidos no piezˆometro
P1. O mesmo comportamento ´e evidenciado com rela¸c˜ao ao B´ario, caracteristicamente
elemento de origem continental, tamb´em tem parte do seu fluxo retido no sistema. Por´em
o processo de reten¸c˜ao do Fe ´e mais eficiente onde a precipita¸c˜ao provoca a redu¸c˜ao de
at´e trˆes ordens de grandeza do fluxo gerado. O manganˆes devido ao seu maior tempo
de residˆencia relacionado `as caracter´ısticas geoqu´ımicas em ambientes redutores tˆem seu
fluxo refor¸cado pelos processos de libera¸c˜ao a partir do sedimento resultando em um en-
riquecimento final. O Si tem tamb´em seu fluxo enriquecido sugerindo a dissolu¸c˜ao da
fase mineral´ogica polimorfa (provavelmente opala) como principal fornecedora de Si para
a ba´ıa de Sepetiba.A principal caracter´ıstica do sistema de manguezal est´a relacionada
ao comportamento dos fluxos de C e P. O manguezal em rela¸c˜ao ao C e ao P, atua como
um gerador de nutriente para a ba´ıa de Sepetiba. O carbono gerado pela degrada¸c˜ao da
mat´eria orgˆanica tem praticamente 1/3 fixado no sistema reduzindo a entrada de carbono
para as ´aguas da ba´ıa de Sepetiba. Apesar desta redu¸c˜ao, esta caracter´ıstica refor¸ca o
papel do manguezal como importante exportador de mat´eria orgˆanica para a ba´ıa. Aliado
ao C, o P apresenta um enriquecimento do seu fluxo no manguezal provavelmente gerado
pela degrada¸c˜ao da mat´eria orgˆanica. Ambos s˜ao essenciais para a os processos biol´ogicos
dos organismos (reprodu¸c˜ao, etc.) e necess´ariosa como suporte `a produ¸c˜ao fitoplantˆonica
costeira (ALONGI et al.)
4.4.1 Limita¸c˜oes do C´alculo do Fluxo
Deve-se levar em considera¸c˜ao que os c´alculos foram realizados para a mar´e baixa
assumindo que a descarga da ´agua subterrˆanea n˜ao tenha influˆencia da mar´e no instante
da amostragem. O c´alculo da descarga da ´agua subterrˆanea com resultado negativo (n’ivel
piezom´etrico do P1 ´e superior ao do P4) foi assumido como resultado da influˆencia da
mar´e elevando o n´ıvel do P1 em rela¸c˜ao ao P4. Os c´alculos de fluxos objetivaram estimar
a entrada e sa´ıda no sistema de manguezal estudado, ou seja se h´a entrada no sistema ou
131
Figura 49: Fluxos m´edios em g.d
−1
estimados para P, Si, C, Fe, Mn e Ba entre os
piezˆometros P4 e P1 no manguezal da APA da Praia da Brisa, Enseada das Gar¸cas,
Sepetiba, RJ
132
sa´ıda no sistema. Foram considerados somente as descargas referentes `a profundidade de
1,00m `a 3,00m n˜ao levando em considera¸c˜ao a descarga de aq¨u´ıferos mais profundos e de
maior tempo de residˆencia.
133
5 CONCLUS
˜
OES
Este estudo teve um car´ater explorat´erio do ecossistema de manguezal com rela¸c˜ao
aos processos relacionados `a ´agua subterrˆanea. Desta forma identificou-se que a ´agua sub-
terrˆanea apresenta varia¸c˜oes composicionais relacionadas `as f´acies geobotˆanicas onde os
parˆametros f´ısico-qu´ımicos podem ser agrupados em comportamentos quatro comporta-
mentos gerais quanto `a varia¸c˜ao espacial: (1) que apresenta enriquecimento ou empo-
brecimento ao longo do perfil (P4 at´e P1) geobotˆanico; (2)um segundo grupo que n˜ao
apresenta uma rela¸c˜ao `as f´acies geobotˆanicas, permanecendo seus valores pr´oximos e com
amplitudes semelhantes; (3) um terceiro grupo caracterizado por apresentar anomalias
facilmente identific´aveis em um ou mais piezˆometros denotando um comportamento par-
ticular a uma ou mais f´acies e, por fim, o ´ultimo grupo, (4) que apresenta uma grande
mudan¸ca ao longo do perfil provo cado p ela grande diferen¸ca na for¸ca iˆonica. Neste grupo
nota-se que o ambiente apresenta nas f´acies relativas aos piezˆometros P4 e P3 ´aguas sub-
terrˆaneas com baixa for¸ca iˆonica e, nas f´acies relativas ao P1 e P2, ´aguas com elevada
for¸ca iˆonica, principalemente no P2.
Os processos controladores dos comportamentos dos principais elementos em sub-
superf´ıcie s˜ao: a varia¸c˜ao da for¸ca iˆonica ao longo das f´acies geobotˆanicas e o processo de
degrada¸c˜ao da mat´eria orgˆanica com a forma¸c˜ao de sulfetos de ferro.
Provavelmente a varia¸c˜ao de salinidade observada no piezˆometro P3 somados aos
comportamentos do Ba, do Fe e do Mn principalmente denotam a forma¸c˜ao de uma zona
134
de mistura das ´aguas continentais com as ´aguas de origem marinha que devem resultar nas
caracter´ısticas hidrogeoqu´ımicas do P3 e do P2. Esta zona de mistura denota a forma¸c˜ao
de um estu´ario subterrˆaneo de acordo com o conceito apresentado por MOORE (1999).
A descarga de ´agua subterrˆanea estimada para a ´area de estudo teve sua represen-
tatividade com rela¸c˜ao ao sistema total de entrada na ba´ıa de Sepetiba reduzido em cerca
de 1/3 ap´os a opera¸c˜ao do sistema de aporte de ´aguas do rio Para´ıba do Sul para o rio
Guandu. O c´alculo realizado para as condi¸c˜oes de profundidade e comprimento da linha
de costa devem ser lembrados que s˜ao relacionados `a uma descarga de ´agua subterrˆanea
rasa. N˜ao foi levado em considera¸c˜ao ou calculadas as descargas de aq¨u´ıferos profundos.
Os fluxos calculados caracterizam o manguezal como um sumidouro de carbono e
ferro representando a fixa¸c˜ao de 1/3 do carbono que entra no sistema e quase a totalidade
do Fe dissolvido continental atrav´es dos processos oxida¸c˜ao-redu¸c˜ao. O manguezal ainda
contribui com o aporte de f´osforo, sil´ıcio e manganˆes para a ba´ıa de Sepetiba atuando como
um gerador a partir dos processos identificados anteriormente. Os resultados discutidos
neste estudo sugerem a forma¸c˜ao de de estu´arios subterrˆaneos nas zonas de misturas das
´aguas subterrˆaneas com a ´agua marinha.
Como sugest˜ao acreditamos que o entendimento do papel da ´agua subterrˆanea ao
longo de perfis de monitoramento deve ser acompanhado de monitoramentos da varia¸c˜ao
composicional da ´agua em rela¸c˜ao `a profundidade dando ˆenfase tamb´em ao desenvolvi-
mento de estudos em escalas temporais e espaciais diferentese e, por fim, a calibra¸c˜ao da
estimativa de descarga e fluxos de elementos de forma que possam atingir os aq¨u´ıferos
mais profundos levando-se em considera¸c˜ao a diversidade geol´ogica e de ocupa¸c˜ao do solo
no entorno da ba´ıa de Sepetiba.
135
6 REFER
ˆ
ENCIAS
BIBLIOGR
´
AFICAS
ALLEY, Willian M. Regional ground-water quality. 1993.
ARAGON, Glauca Torres; OVALLE, Alvaro Ramon Coelho; CARMOUZE, Jean-Pierre.
Porewater dynamics and formation of iron sulfides in a mangrove ecosystem, sepetiba bay,
Brazil. Mangroves and Salt Marshes, v.3, p.85-93, 1999.
BASTOS, Alex C.; KENYON, Neil H.; COLLINS, Michael. Sedimentary processes, bed-
forms and facies, associated with a coastal headland: Portland bill, southern uk. Marine
Geology, v.187, p.235-258, 2002.
BOTO, K. G.; BUNT, J. S.; WELLINGTON, J. T. Variations in mangrove forest produc-
tivity in northern australia and papua new guine. Estuarine, Coastal and Shelf Science,
v.19, p.321-329, 1984.
BUDDEMEIER, R. W. Groundwater flux to the ocean: definitions, data, applications,
uncertainties. In: International Symposium Groundwater, 8, 1996, Moscow. Groundwa-
ter discharge in the coastal zone - Proceedings of an International Symposium, Moscow,
Russia, Russian Academy of Sciences, 1996. p. 17-21,
BYRNE, Robert H.; KIM, Ki-Hyun. Rare earth precipitation and coprecipitation beha-
136
vior: The limiting role of PO
3−
4
on dissolved rare earth concentrations in seawater. Geo-
chimica et Cosmochimica Acta, v.57, p.519-526, 1992.
CARMOUZE, Jean-Pierre. O metabolismo dos sistemas aq¨u´aticos - fundamentos te´oricos,
m´etodos de estudo e an´alises qu´ımicas. S˜ao Paulo : Edgard Bl¨ucher - FAPESP, 1994.
CHARETTE, Mathew A.; SHOLKOVITZ, Edward R.; HANSEL, Colleen M. Hansel.
Trace element cycling in a subterraneas estuary: Part1. geochemistry of the permeable
sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta, v.69, n.8, p.2095-2109, 2005.
CONSTANZA, Robert et al. The value of the world’s ecosystem services and natural
capital. Nature, v.387, p.253-260, 1997.
DREVER, James I.The geochemistry of natural waters - surface and groundwater en-
vironments. 3 ed. New Jersey : Prentice Hall, 1997.
ETCHEBEHERE, Mario Lincoln; SAAD, Antonio Roberto. F´acies e associa¸c˜oes de f´acies
em dep´ositos neoquatern´arios de terra¸co na bacia do rio do peixe regi˜ao ocidental paulista.
Geociˆencias, v.22, n.1, p.5-16, 2003.
FETTER, C. W. Applied Hydrogeology. 3 Ed. new Jersey : Prentice-Hall, 1994.
FRANCISCO, Benedicto H. Rodrigues; CUNHA, Fausto Luiz de S. Observa¸c˜oes sobre
a geologia da regi˜ao litorˆanea de sepetiba, Rio de Janeiro, RJ. In: Semana de Estudos
Geol´ogicos, 1977, Itagua´ı, RJ, Anais, RJ - UFRRJ, 1977. p.143-165.
GARRELS, Robert; CHRIST, Charles L. Solutions, Minerals, and Equilibria. San Fran-
cisco : Freeman, Cooper & Company, , 1965.
137
GARRELS, Robert; MACKENZIE, F. T. Equilibrium concepts in natural waters sys-
tems. Soc. Adv. Chem. Ser., v. 67, 1967.
GO NI, Miguel A.; GERDNER, L. Robert. Seasonal dynamics in dissolved organic car-
bon concentrations in a coastal water-table aquifer at the forest-marsh interface. Aquatic
Geochemistry, v.9, p.209-232, 2003.
GRASSHOFF, K.; EHRHARDT, M.; KREMILING, K.Methods of Seawater Analysis.
2 ed, Weinhein : Verlag Chemie, 1983.
HENDERSON, P. Rare earth element geochemistry. Amsterdan : Elsevier, 1983.
HOLSER, William T. Evaluation of the application of rare-earth elements to paleoceano-
graphy. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology, v.132, p.309-323, 1997.
HUNTER, Kimberley S.; WANG, Yifeng; VAN CAPPELEN, Philippe. Kinetic modeling
of microbially-driven redox chemistry of subsurface environments: coupling transport,
microbial metabolism and geochemistry. Journal of Hydrology, v.209, p.53-80, 1996.
HUSSEINS, H. A.; FARIS, M. I.; FYFE, W. S. Some radiometric investigations at wadi
karien, wadi dabbah area, eastern desert. U. A. R. J. Geol. Cairo , v.14, n.1, p.14-21, 1970.
KRAUSKOPF, Dennis K.; BIRD, Konrad B.. Introduction to Geochemistry. WCB
McGraw-Hill, Boston, 3 ed., 1995.
LANGMUIR, Donald. Aqueous Environmental Geochemistry. New Jersey : Prentice
Hall, 1997.
138
LEONARDOS JR, O. H.; SANTOS, L. C. S. Proveniˆencia dos dep´ositos de monazita
do estado da guanabara. Revista. Miner. Met., v.333, p.28-30, 1972.
LIU, Y. G. Liu; MIAH, M. R. U.; SCHIMITT, R. A. Cerium: a chemical tracer for
paleo-oceanic redox conditions. Geochimica et Cosmochimica Acta, v.52, p.1361-1371,
1988.
LOICZ Reports and Studies. Proceedings of an International Symposium, volume 8,
Moscow, 1996. In: International Symposium Groundwater, 8, 1996, Moscow. Groundwa-
ter discharge in the coastal zone - Proceedings of an International Symposium, Moscow,
Russia, Russian Academy of Sciences, 1996.
MELLOUL, A. J.; GOLDENBERG, L. C. Early-indicator signals of groundwater contami-
nation: the case of seawater encroachment. Environmental Geology, V.33, n.4, p.279-288,
1998.
MOORE, Willard S. The subterraneas estuary: a reaction zone of ground water and
sea water. Marine Chemistry, v.65, p.111-125, 1999.
MOORE, Willard S. The role of submarine groundwater discharge in coastal biogeo-
chemistry. Journal of Geochemical Exploration, v.88, p.389-393, 2006.
MOORE, Willard S.; SHAW, T. J. Chemical signals from submarine fluid advection onto
the continental shelf. Journal of Geophysical Research - Oceans , v.103, n.C10, p.21543-
21552, 1998.
NOZAKI, Yoshiuki; LERCHE, Dorte; ALIBO, Dia Sotto; SNIDVONGS, Anond. The
139
estuarine geochemistry of rare earth elements and indium in the chao phraya river, thai-
land. Geochimica et Cosmochimica Acta , v.64, n.23, p.3983-3994, 2000.
PLUMMER, L. N.; PARKHURST, D. L.; FLEMING, G. W.; DUNKLE, S. A. A com-
puter program incorporating pitzer’s equations for calculation of geochemical reactions in
brines. Reston : U.S. Geological Survey, 1983. (Water-Resources Investigations Report
88-4153)
PRITCHARD, W. What is an estuary: physical viewpoint., pages 37-44. Am. Assoc.
Adv. Sci., Washington, 1992. p.37-44.
RIDD, Peter V.; SAM; Renagi. Profiling groundwater salt concentration in mangrove
swamps and tropical salt flats. Estuarine, Coastal and Shelf Science , v.43, p.627-635,
1996.
RIDD, Peter V.; SAM; Renagi; HOLLINS, Suzanne; BRUNSLKILL, Gregg. Water, salt
and nutrient fluxes of tropical tidal salt flats. Mangroves and Salt Marshes, 1:229-238,
1997.
RONCARATI, H. Geologia dos sedimentos quatern´arios da baixada de Jacar´epagu´a, Rio
de Janeiro (rj). In:Semana de Estudos Geol´ogicos, 1971, Itagua´ı, pages 165-171, Anais,
Itagua´ı : UFRRJ, 1971.
SANTOS, M´arcio C. F. V.; ZIEMAN, Joseph C.; COHEN, Ronald R. H. Mangrove
ecosystem studies in Latin America and Africa. In: International Society for Mangrove
Ecosystem, 1997. Anais, : / UNESCO / US Forest Service - Department of Agriculture,
1997.
140
SHAW, Timothy J.; MOORE, Willard S.; KLOEPFER, Jeremiah; SOCHASKI, Mark
A. The flux of barium to the coastal waters of the southeastern usa: The importance of
submarine groundwater discharge. Geochimica et Cosmochimica Acta, v.62, n.18, p.3047-
3054, 1998.
SEMENIUK, V. Mangrove distribution in northwestern australia in relationship to re-
gional and local freshwater seepage. Vegetatio, v.53, p.11-31, 1983.
SILVESTRI, Sonia; DELFINA, Andrea; MARANI, Marco. Tidal regime, salinity and
salt marsh plant zonation. Estuarine, Coastal and Science, v.62, p.119-130, 2005.
SIMMONS JR., George M. Importance of submarine groundwater discharge (sgwd) and
seawater cycling to material flux across sediment/water interfaces in marine environments.
Marine Ecology Progress Series, v.84, p.173-184, 1992.
SINELLI, Osmar.
´
Agua subterrˆanea no munic´ıpio de ribeir˜ao preto. In: Congresso
Brasileiro de Geologia, v.2, 1971, pages 17-34, Anais, S˜ao Paulo : UFRRJ, 1971.
SIQUEIRA, Antonio Fernandes. O uso dos dados isot´opicos e qu´ımicos como indica-
dores de origem das ´aguas e sais dissolvidos no aq¨u´ıfero calc´ario bambu´ı irecˆe - Bahia.
Disserta¸c˜ao (mestrado em geof´ısica), Universidade Federal da Bahia, Salvador, 1978.
THIBODEAU, Peter M.; GARDNER, Leonard Robert; REEVES, Howard W. The role of
groundwater flow in controlling the spatial distribution of soil salnity and rooted macro-
phytes in a southeastern salt marsh, usa. Mangroves and Salt Marshes, v.2, p.1-13, 1998.
VENGOSH, A.; ROSENTHAL, E. Saline groundwater in israel: its bearing on the water
crisis in the country. Journal of Hydrology, v.156, p.229-238, 1997.
141
WALKER, R.C.; JAMES, N. P. Facies models: response to sea level change. Newfound-
land : Geol. Association Canada, 1992.
WASSERMAN, Julio Cesar; FIGUEIREDO, Ana Maria G.; PELLEGATTI, Fabio; SILVA-
FILHO, Emmanoel V. Elemental composition of sediment cores from a mangrove envi-
ronment using neutron activation analysis. Journal of Geochemical Exploration, v.72,
p.129-146, 2001.
WILLIAMS, T. P.; BUBB, J. M.; LESTER, J. N. Metal accumulation within salt marsh
environments: a review. Marine Pollution Bulletin, v.28, n.5, p.277-290, 1994.
WINDOM, H.; NIENCHESKI, F. Biogeochemical processes in a freshwater-seawater
mixing zone in permeable sediments along the coast of southern brazil. Marine che-
mistry, v.83, p.389-430, 1994.
ZELSER, Igor S. Groundwater discharge into the seas and oceans: state of the art.In:
International Symposium Groundwater, 8, 1996, Moscow. Groundwater discharge in the
coastal zone - Proceedings of an International Symposium, Moscow, Russia, Russian Aca-
demy of Sciences, 1996. p. 122-125.
142
7 AP
ˆ
ENDICE
143
Tabela 18: Resultados das an´alises das amostras de ´aguas subterrˆaneas
Pontos Amostra EC δ
18
O Alc Eh pH Ca Mg Na K
mS.cm
−1
meq Volts mg/L mg/L mg/L mg/L
M´ınimo 51,50 3,87 -0,34 6,89 682,33 1456,00 15129,60 528,30
P1 M´edio 62,44 13,99 -0,23 7,37 727,53 1687,04 16701,32 746,18
M´aximo 74,38 19,13 -0,04 8,19 789,29 1927,49 18708,80 1003,33
M´ınimo 83,40 -0,22 3,64 -0,12 6,37 977,05 2587,98 22445,96 649,27
P2 M´edio 93,26 0,31 9,02 -0,03 6,99 1044,40 2774,20 23865,71 924,34
M´aximo 100,35 0,77 20,72 0,07 7,83 1173,54 3083,27 25212,00 1226,30
M´ınimo 3,05 -4,25 2,13 -0,26 7,13 51,45 45,43 577,28 10,43
P3 M´edio 8,87 -3,65 5,89 -0,03 7,53 219,94 274,43 1954,45 104,03
M´aximo 18,49 -3,08 8,34 0,06 7,82 449,87 728,37 5162,07 334,44
M´ınimo 9,76 1,77 -0,12 6,57 582,21 153,86 1880,56 34,59
P4 M´edio 11,76 6,35 -0,07 7,40 703,14 205,84 2201,10 49,80
M´aximo 14,05 10,19 -0,01 9,03 839,35 307,10 2375,92 74,44
M´ınimo 0,14 -3,60 0,31 7,20 4,85 2,11 13,11 0,56
Rio M´edio 0,16 -2,25 0,52 7,81 6,75 2,36 16,72 1,33
M´aximo 0,18 1,65 0,90 8,33 8,57 2,89 26,58 2,57
Mar 0,29 0,92 8,89 405,32 1142,63 10392,20 344,00
Tabela 19: Resultados das an´alises das amostras de ´aguas subterrˆaneas
Pontos Amostra Cl SO
4
Sulfeto CO
3
SiO
2
− Si P O
4
− P COD
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
M´ınimo 25954,21 2688,70 0,92 236,13 10,96 0,40 17,32
P1 M´edio 28642,47 3679,37 16,71 853,31 19,40 2,86 28,19
M´aximo 30404,39 4472,46 59,61 1167,23 30,56 5,92 45,69
M´ınimo 37593,34 5892,09 0,13 222,10 7,51 0,23 15,28
P2 M´edio 41316,78 6699,82 0,82 471,25 14,08 3,64 20,00
M´aximo 45569,80 9360,93 2,73 631,51 25,14 8,61 35,67
M´ınimo 1046,99 103,10 0,32 129,96 10,68 0,11 6,93
P3 M´edio 3730,88 372,82 1,34 359,47 15,25 0,53 12,74
M´aximo 8663,22 764,00 6,23 508,87 26,76 1,41 23,55
M´ınimo 3986,05 808,40 0,00 108,00 4,64 0,07 14,03
P4 M´edio 4407,72 924,40 0,54 387,65 13,75 0,29 25,03
M´aximo 4733,70 1164,10 2,41 621,75 22,79 1,13 54,88
M´ınimo 18,01 7,00 0,00 18,91 0,34 0,02 1,81
Rio M´edio 21,82 8,07 0,00 31,91 9,93 0,10 8,94
M´aximo 25,10 9,46 0,00 54,91 15,26 0,23 32,65
Mar 19295,50 1893,90 0,06 55,13 0,07 0,10 6,95
144
Tabela 20: Resultados das an´alises das amostras de ´aguas subterrˆaneas
Pontos Amostra Al As Ba Cr Fe Mn Ni Pb Zn
µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L µg/L
M´ınimo 14,60 0,00 27,70 1,90 41,80 1743,00 6,60 2,30 10,10
P1 M´edio 84,84 5,43 35,88 3,16 97,92 2137,91 10,51 3,17 19,96
M´aximo 635,90 16,90 58,40 4,10 315,10 3221,80 20,40 5,00 32,70
M´ınimo 0,00 0,00 29,90 1,90 19,60 186,70 5,90 0,00 3,30
P2 M´edio 21,12 2,96 39,68 2,44 270,55 3124,86 6,63 1,56 45,65
M´aximo 97,60 7,60 59,70 3,50 943,60 6127,30 7,60 3,50 124,20
M´ınimo 0,00 2,70 87,40 1,60 2164,00 34,14 7,90 0,00 9,90
P3 M´edio 21,78 3,93 275,21 2,65 371,55 802,45 9,25 3,60 60,85
M´aximo 51,50 8,30 727,80 3,40 1156,50 2279,60 11,30 8,00 110,40
M´ınimo 0,00 2,70 87,40 1,60 2164,00 34,14 7,90 0,00 24,50
P4 M´edio 9,53 9,64 122,60 2,80 17799,63 325,12 8,89 3,11 89,17
M´aximo 19,10 23,30 168,60 5,00 36504,10 504,50 9,80 6,90 185,20
M´ınimo 1,19 0,24 22,23 0,63 19,99 3,00 2,75 0,57 1,05
Rio M´edio 5,96 0,43 28,84 1,35 86,58 4,46 4,05 1,80 8,31
M´aximo 17,81 0,66 36,18 3,19 173,76 7,23 5,49 3,83 47,46
Mar 15,70 5,40 12,20 1,40 20,70 34,30 5,80 1,80 9,70
.———.
Este documento foi escrito no editor L
A
T
E
X em ambiente GNU/Linux.
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
Baixar livros de Administração
Baixar livros de Agronomia
Baixar livros de Arquitetura
Baixar livros de Artes
Baixar livros de Astronomia
Baixar livros de Biologia Geral
Baixar livros de Ciência da Computação
Baixar livros de Ciência da Informação
Baixar livros de Ciência Política
Baixar livros de Ciências da Saúde
Baixar livros de Comunicação
Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE
Baixar livros de Defesa civil
Baixar livros de Direito
Baixar livros de Direitos humanos
Baixar livros de Economia
Baixar livros de Economia Doméstica
Baixar livros de Educação
Baixar livros de Educação - Trânsito
Baixar livros de Educação Física
Baixar livros de Engenharia Aeroespacial
Baixar livros de Farmácia
Baixar livros de Filosofia
Baixar livros de Física
Baixar livros de Geociências
Baixar livros de Geografia
Baixar livros de História
Baixar livros de Línguas
Baixar livros de Literatura
Baixar livros de Literatura de Cordel
Baixar livros de Literatura Infantil
Baixar livros de Matemática
Baixar livros de Medicina
Baixar livros de Medicina Veterinária
Baixar livros de Meio Ambiente
Baixar livros de Meteorologia
Baixar Monografias e TCC
Baixar livros Multidisciplinar
Baixar livros de Música
Baixar livros de Psicologia
Baixar livros de Química
Baixar livros de Saúde Coletiva
Baixar livros de Serviço Social
Baixar livros de Sociologia
Baixar livros de Teologia
Baixar livros de Trabalho
Baixar livros de Turismo
