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1 – INTRODUÇÃO
1.1 – Histórico do uso da região costeira de Fortaleza, CE
A Zona Costeira Brasileira, segundo o Anuário Estatístico do Brasil (IBGE,
2000) é a área que compreende 20 Km de faixa terrestre e 11,1 Km de faixa
marítima, contados sobre uma perpendicular a partir da linha de costa, de acordo
com o padrão de referência estabelecido no Plano Nacional de Gerenciamento
Costeiro (PNGC), como alternativa diante da inexistência de estudos físico-
ambientais e socioeconômicos para aplicação dos critérios existentes no mesmo.
No Ceará a zona costeira representa apenas 14,38% do território estadual,
mas possui 48,9% da população do estado (IBGE, 2002), resultando numa
densidade demográfica de 176,94 hab/Km
2
(equivalente a 3 vezes mais a densidade
demográfica do resto do estado). Na Região Metropolitana de Fortaleza (RMF) a
densidade demográfica da Zona Costeira Cearense (ZCC) aumenta para 598,00
hab/Km
2
, atingindo valores ainda maiores quando nos restringirmos a cidade de
Fortaleza com 6.814 hab/Km
2
o que equivale a 58,56% da população da capital
alencarina em uma área de 313,80 Km
2
. Entretanto, este adensamento populacional
na região costeira do estado é recente quando comparado o de outros estados
brasileiros, tendo na cidade de Fortaleza, por exemplo, o seu grande salto
populacional na década de 70 quando passou a ter 19,10% de toda população do
estado.
1.2 – A evolução da zona costeira do Estado do Ceará
Segundo Campos et al., (2003) no período colonial a imagem do Ceará não
era positiva devido à semi-aridez e aos índios de natureza hostil, isto causou
sucessivos fracassos às expedições portuguesas que não ocuparam a capitania por
esta não ser adequada a uma cultura agrícola rentável.
A não ocupação da costa cearense facilitou as invasões de países contrários
ao Tratado se Tordesilhas, principalmente os holandeses, tal iniciativa forçou
Portugal a uma política defensiva de seu território iniciando, assim, construções
litorâneas na costa cearense (Campos et al., 2003).
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Destas construções pode-se destacar os fortes construídos pelos portugueses
como o pequeno Forte de Nova Lisboa, na foz do Rio Ceará (início do século XVII),
e o Forte de Schoonenborch (1649) construído pelos holandeses às margens do
Riacho Pajeú, hoje Quartel General da 10ª Região Militar (Maia et al., 1998;
Campos, et al., 2003). Atualmente, a localização destes fortes está compreendida no
perímetro urbano de Fortaleza.
Na época colonial, a força econômica se concentrava no sertão pelas
atividades agrícolas como o couro e a carne salgada e no litoral o destaque ficava
para a cidade de Aracati, na costa leste do estado, que exportava os produtos do
interior do estado. Sem expressividade na economia do estado na época, Fortaleza
ficava reduzida a uma função política e burocrática, cidade pobre que não possuía
sequer um porto, era considerada como um vilarejo de pescadores onde moravam
alguns comerciantes portugueses, uma pequena força militar e o capitão-mor. Este
uso para a região permaneceu inalterado até que no século XIX, com a consolidação
de seu porto, principalmente devido à exportação do algodão para Inglaterra,
Fortaleza subiu no ranking de importância no estado do 8º para o 2º lugar ficando
atrás de Sobral (principal cidade do Ceará de 1800 a 1850) (Campos et al., 2003).
Legislando sobre as tarifas alfandegárias e aproveitando do seu status de
capital, Fortaleza passou a investir na sua infra-estrutura como, por exemplo,
promovendo a troca do óleo de peixe pelo gás carbônico na iluminação pública
(1867). Em 1873 corria o primeiro trem da cidade; inauguração do Cabo Submarino
em 1882 e no ano seguinte o início do funcionamento do Serviço Telefônico com
aparelhos de manivela (Aderaldo, 1998).
Tais investimentos deram início a um fluxo demográfico no sentido do sertão
para o litoral que causaria um maior crescimento da zona urbana. Em 1872, de
acordo com o primeiro censo oficial (IBGE, 1959), Fortaleza possuía 42.458
habitantes.
Fortaleza não teve naquele momento um crescimento voltado para as zonas
de praia visto que sua elite local tinha caráter interiorano, o que manteve esta zona
litorânea como local de habitação de pessoas de baixa renda. A população
fortalezense de acordo com o recenseamento de 1900 somava 48.369 habitantes
(Girão, 1997).
Assim prosseguiu lentamente o crescimento de Fortaleza por todo o início do
século XX. Em 1909, com a chegada do primeiro automóvel, os administradores da
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cidade mudaram o calçamento de paralelepípedo para concreto e em seguida para
asfalto. Houve, também, a substituição da iluminação a gás das residências pela
eletricidade fornecida pela The Ceará Tramway Light and Power Ltd., em 1913, e a
chegada dos bondes elétricos, em 1914 (Aderaldo, 1998; Girão, 1997).
O serviço social de água e esgoto foi iniciado em 1926, e hoje, setenta e oito
anos depois, atingem somente 44,4% da população de Fortaleza (IBGE, 2000).
FIGURA 1.1 – Foto da Praia da Volta da Jurema, Mucuripe em 1939.
Somente entre as décadas de 20 e 30 (Séc. XX) é que Fortaleza começa a
inverter o seu crescimento urbano que antes era perpendicular à linha de costa
(Figura 1.1) e passa a ser paralelo à mesma. Conflitos nas zonas de praia ocorreram
em virtude da expulsão dos antigos moradores para chegada das classes mais
favorecidas da sociedade.
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Em 1945 começa a operar o Porto do Mucuripe na enseada do mesmo nome,
obra iniciada em 1939, construída pela Companhia Nacional de Construções Civis e
Hidráulicas (Civilhidro) (Girão, 1997).
Com relação ao número de habitantes, Fortaleza apresentou um aumento
populacional em relação ao restante do estado. Em 1940 tinha 180.185 habitantes
(IBGE, 1940) equivalentes a 8,61% da população estadual, enquanto que em 1970
já possuía 19,10% da população estadual, devido principalmente à migração para a
capital, totalizando 857.980 habitantes (IBGE, 1970) (Tabela 1.1).
Assim, na década de 70, Fortaleza presencia mudanças na sua orla marítima
como a construção de hotéis, pousadas, restaurantes, barracas, estações
balneárias, loteamentos etc. Estas foram algumas das intervenções privadas com o
respaldo de políticas públicas da época que determinaram a verticalização da zona
leste de Fortaleza. Uma das conseqüências dessa expansão, iniciada com a obra do
Porto do Mucuripe e dos espigões foi um notório recuo na linha de costa não só na
área da Praia de Iracema, mas também na costa oeste do município de Fortaleza
(Vasconcelos & Albuquerque, 2003).
O turismo se expandiu na faixa litorânea a partir da Região Metropolitana de
Fortaleza (RMF) tendo na capital um ponto de recepção e de distribuição dos fluxos
turísticos. Políticas públicas, a partir dos anos 80, passaram a desenvolver um
planejamento do território que estreitou ainda mais a relação entre Fortaleza e outros
municípios litorâneos.
Com estas políticas a população de Fortaleza dobrou de 1970 a 1991, e
atualmente já passa dos dois milhões de habitantes (Tabela 1.1).
TABELA 1.1 – Crescimento populacional de Fortaleza no século XX (adaptado do
IBGE, 1920; 1940; 1950; 1960; 1970; 1980; 1991 e 2000).
ANO POPULAÇÃO
1920 78.536
1940 180.185
1950 270.169
1960 507.108
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18
1970 857.980
1980 1.307.611
1991 1.768.637
2000 2.141.402
Apesar deste crescimento populacional a infra-estrutura da cidade, nos seus
serviços básicos, não acompanhou tamanho desenvolvimento, tal realidade pode ser
retratada na Tabela 1.2.
TABELA 1.2 – Porcentagem da população servida por água, saneamento básico e
coleta de lixo em Fortaleza (adaptado do IBGE, 2000).
Nº DE DOMICÍLIOS POPULAÇÃO (%)
Domicílios particulares
permanentes
526.079 100
Domicílios c/ abastecimento
de água por rede geral
458.819 87,20
Domicílios c/ abastecimento
de água por poços
48.984 9,3
Domicílios c/ abastecimento
de água por outras formas
18.276 3,5
Domicílios c/ esgotamento
sanitário (banheiro e
sanitário)
233.586 44,4
Domicílios c/ destino de lixo
coletado
500.837 95,2
1.3 – Histórico das principais construções na linha de costa
A cidade de Fortaleza não teve só crescimento urbano desordenado na sua
área costeira como também uma série de construções que afetaram de maneira
direta a sua linha de costa, tais como construções dos antigos e atual porto de
Fortaleza (Maia, 1998). À parte norte da cidade tem sido a preferida para os grandes
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
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investimentos. A Figura 1.2 e a Tabela 1.3 relatam um pouco da história evolucional
da costa estudada.
FIGURA 1.2 – Localização das grandes construções ao longo da costa norte
de Fortaleza a partir de 1807 até dias atuais, descrição dos pontos na Tabela
1.3.
TABELA 1.3 – Descrição dos pontos da Figura 1.2.
Pontos Descrição
1
1807: Construção do 1º porto de Fortaleza, inicialmente feito de madeira dando
origem à primeira barreira artificial para o transporte de sedimentos.
2
1886: Porto Hawkshaw, 2º porto de Fortaleza, seguia uma linha de recifes
quase paralela à costa.
3
1906: Ponte metálica.
Emissário
Rio Ceará
Porto
0546270 0555520
9
5
9
4
7
0
7
Escala natural
1:50000
N
2,5
05 Km
2,5
8
11
5
4
3
2
1
10
9
6
7
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20
4
1923: Porto Moreira da Rocha e dos Ingleses, 3º porto. Assim como os demais
portos tiveram problemas de sedimentação causando dificuldades aos barcos
com calado superior a 4m atracarem.
5
1929: Ponte Bicalho, obra que não foi completamente concluída por problemas
financeiros.
6
1939-1945: Construção do Porto do Mucuripe que deu início ao processo
erosivo nas praias a oeste do porto, visto que com a construção do molhe de
proteção um processo de difração das ondas, transferência lateral de energia,
em torno do molhe passou a ocorrer de forma intensa, gerando um déficit
sedimentar nas praias a oeste do molhe. Além disso, a bacia portuária sofre
assoreamento, tornando necessária a dragagem das áreas de atracagem.
7
1966: Ampliação do Porto do Mucuripe e construção do Espigão do Titãzinho,
com a intensão de solucionar o assoreamento no porto foi construído este
espigão (molhe) com o objetivo de acumular sedimentos a barlamar, porém a
sotamar ele causa, também, processo erosivo. Somada a estes processos a
urbanização da costa diminui o transporte eólico das dunas, que não minimiza o
déficit sedimentar causado pelos seguidos processos erosivos. Dessa forma,
uma série de estruturas são construídas nas praias a oeste do porto tentando
diminuir o processo erosivo da costa.
8
1969: Espigão da Praia de Iracema, com o mesmo intuito citado de reter os
sedimentos como medida mitigadora para o problema da erosão.
9
Fundado em outubro de 1973, o antigo kartódromo César Cals era localizado
na praia da Leste-Oeste no terreno pertencente à Marinha e foi desativado em
1991 (Pinto, 1991). No mesmo ano o Governo do Estado elaborou um projeto
de reurbanização da área para a construção, não de uma pista de kart, mas de
uma área de lazer com um campo de futebol (Pinheiro, 1991).
10
1978: Início das operações do Emissário Submarino, de controle da Companhia
de Água e Esgoto do Ceará (CAGECE).
11
2000: Construção do aterro artificial da Praia de Iracema pela Prefeitura
Municipal de Fortaleza buscando recuperar a área erodida, já que esta área
vinha sofrendo forte impacto das ondas, tipo swell, no período das chamadas
“ressacas” (dezembro a fevereiro), que nos últimos anos vem destruindo
calçadões e alagando a avenida Historiador Raimundo Girão. Este aterro
possui dois quebra-mares de proteção, um com 690m de comprimento e 5m de
largura e outro com 1170m de comprimento com 5m de largura, ambos a uma
profundidade próxima a 6m tendo a estrutura formada por blocos que variam de
1,5 a 6 toneladas (De Paula, 2003; Vasconcelos & Albuquerque, 2003)
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1.4 – Atividades antrópicas atuais na RMF
1.4.1 – Atividades industriais na RMF
O município de Maracanaú está localizado na Região Metropolitana de
Fortaleza, conhecida como uma das cidades dormitório, já que boa parte de sua
população trabalha e estuda em Fortaleza, chama a atenção não só por seus
conjuntos habitacionais, destaque para o Conjunto Jereissati, como também pelo
seu parque industrial que ocupa cerca de 59,8% dos 1.013 hectares do município.
Estas indústrias, em 1992, eram cinqüenta e uma (Silva, 1992) e atualmente já
totalizam cento e cinqüenta e oito unidades industriais, elevando o município ao em
3º lugar em quantidade de indústrias por município, perdendo apenas para Juazeiro
do Norte (na região do Cariri, sul do estado) com 261 e Fortaleza que aparece com
2.228 indústrias no Estado do Ceará (FIEC, 2004).
Estas indústrias, do município de Maracanaú, drenam seus efluentes
principalmente para o sistema Ceará-Maranguapinho que deságua na fronteira oeste
da cidade de Fortaleza (Figura 1.2).
No distrito encontram-se indústrias diversas como têxtil, de artefatos de
concreto, óleos vegetais, móveis, alimentos, plásticos, bebidas, betume e emulsões,
quimindustrias, eletro-cerâmica, fertilizantes dentre outras.
No local extraem-se óleos de casca de castanha de caju e de mamona,
fabrica-se tintas hidrossolúveis, emulsões asfálticas catiônica, jeans, sabões e
detergentes, lâmpadas e luminárias, produtos siderúrgicos, complementos para
adubos e ração animal etc. As vinte principais indústrias de Maracanaú por número
de funcionários com suas respectivas atividades pode ser verificada na Tabela 1.4.
TABELA 1.4 – Principais indústrias do Distrito Industrial de Maracanaú por nº de
funcionários com suas respectivas atividades (adaptado de FIEC, 2004).
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NOME
FANTASIA
ATIVIDADE Nº DE FUNC.
Vicunha
Fabricação de artefatos têxteis incluindo
tecelagem.
3.000
Coca-Cola Fabricação de refrigerantes e refrescos. 1.100
Vicunha Fabricação de tecidos e artigos de malha. 1.080
Filati Malhas Fabricação de tecidos de malha. 1.000
Cotece S/A Fiação. 900
Nexus Confecção de artigos do vestuário. 800
Fábrica Estrela Fabricação de massas alimentícias. 725
Fevisa
Beneficiamento, moagem e preparação de
outros alimentos de origem vegetal.
600
Têxtil União Tecelagem e fiação. 550
Weaver Jeans Confecção de outras peças do vestuário. 540
Hidracor
Fabricação de tintas, vernizes, esmaltes e
lacas.
450
Metalic Fabricação de embalagens metálicas. 400
BHS Nord Confecção de outras peças do vestuário. 400
Fiotex Fiação de algodão. 350
Tropical Rafia Fabricação de artefatos diversos de plástico. 300
Durametal
Fabricação de peças e acessórios para o
sistema de freio.
250
Cotefor Fabricação de tecidos de malha. 248
Tebasa
Serviços de acabamentos em fios, tecidos e
artigos têxteis.
240
Tropiflex
Fabricação de móveis com predominância de
madeira.
240
Inapi
Fabricação de tratores e de máquinas e
equipamentos para a agricultura, avicultura e
obtenção de produtos animais.
230
Outras indústrias importantes do Distrito Industrial de Maracanaú para este
estudo pelo potencial de contaminação podem ser citadas, tais como: a Asfaltos
Nordeste Ltda. (refino de petróleo), M.M. Moreira (fabricação de outros produtos
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
23
químicos não especificados ou não classificados), Reicopo (fabricação de produtos
diversos de metal), Continental Eletric (fabricação de outros aparelhos
eletrodomésticos), Cera Flor (fabricação de produtos de limpeza e polimento),
Fosfamil (fabricação de rações balanceadas de animais), Metalúrgica O Mineiro
(fabricação de esquadrias de metal), Expresso PAN (metalurgia do alumínio e sua
ligas), Marlux (fabricação de luminárias e equipamentos de iluminação - exclusive
para veículos), VPI (fabricação de fios, cabos e condutores elétricos isolados), A e A
Química Ltda. (fabricação de aditivos de uso industrial), Gerdau Cearense
(fabricação de produtos siderúrgicos – exclusive em siderúrgicas integradas),
Newplast (fabricação de embalagens de plástico), Metaltec (fundição), Facepa
(fabricação de celulose, papel e produtos de papel), Ipiranga Asfalto S/A (fabricação
de produtos petroquímicos básicos), Cerbrás (fabricação de produtos cerâmicos
não-refratários para uso estrutural na construção civil), Ceras Johnson Nordeste
Ltda. (Refino de óleos vegetais) e a Adubos Fertibom (fabricação de fertilizantes
fosfatados, nitrogenados e potássicos).
Até 1991 as águas servidas pelas indústrias traziam sérios problemas para a
população, visto que das cinqüenta e uma indústrias instaladas no Distrito Industrial,
vinte e uma geravam efluentes líquidos que, direta ou indiretamente, desaguavam
nos rios Cocó (fora da área de interesse deste estudo) e Maranguapinho (Silva,
1992). Além dos conjuntos habitacionais que também jogavam seus dejetos nestes
rios, poluindo suas águas e prejudicando a fauna e a flora.
Em 1992 foi inaugurado na localidade do Jenipapo, nas proximidades do
Novo Maracanaú, o sistema de tratamento de esgotos de Maracanaú, formado por
cinco lagoas, sendo uma anaeróbica, com 48 mil metros quadrados; uma facultativa
com 216 mil metros quadrados e outras três de maturação, com 176 mil metros
quadrados cada uma.
As lagoas foram construídas com forma de grandes tanques retangulares,
separadas por diques de terras e podem acumular até 1.277.605 metros cúbicos de
efluentes. O sistema beneficia cerca de 100 mil pessoas, inclusive as populações
ribeirinhas do Rio Maranguapinho em todo seu curso a partir de Maracanaú (Silva,
1992).
Já as indústrias de Fortaleza drenam seus efluentes para o sistema de esgoto
da cidade que por fim deságua na costa pelo Emissário Submarino de Fortaleza
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
24
(ESF), que assim como o sistema de tratamento de Maracanaú não é próprio para
este tipo de efluente, e sim, para esgotos de origem doméstica.
Contando com mais de duas mil indústrias, Fortaleza possui na sua maioria
pequenas indústrias quanto ao número de funcionários, até mesmo por uma questão
de espaço físico e de urbanização já que seria de pouca aceitação pela população
conviver com indústrias pesadas devido não só ao barulho do maquinário como da
própria poluição atmosférica pelas chaminés, visto que a contaminação por efluentes
não é visível ao cidadão comum passando por este desapercebida.
A Tabela 1.5. apresenta as vinte principais indústrias de Fortaleza, de
interesse para este estudo, por número de funcionários com suas respectivas
atividades, sendo que as quatro últimas indústrias da Tabela 1.5 foram incluídas não
só pela suas atividades como também por suas localizações, no caso, próximas ao
Porto do Mucuripe.
TABELA 1.5 – Principais indústrias de Fortaleza por nº de funcionários com suas
respectivas atividades (adaptado de FIEC, 2004).
NOME
FANTASIA
ATIVIDADE Nº DE FUNC.
EIT
Construção de edifícios e obras de engenharia
civil.
3200
Nacional Gás Produção de gás e distribuição através de
3100
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
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Butano tubulações.
Esmaltec
Fabricação de fogões, refrigeradores e de
máquina de lavar e secar para uso doméstico.
2800
Confecções
Guararapes S/A
Confecções de artigos do vestuário. 2600
COELCE Produção e distribuição de energia elétrica. 1930
Grendene Fabricação de calçados de plásticos. 1800
Cascaju
Beneficiamento, moagem e preparação de
outros produtos de origem vegetal.
1651
Indaiá
Engarrafamento e gaseificação de águas
minerais.
1550
CAGECE Captação, tratamento e distribuição de água. 1352
Tebasa 1 Fiação de algodão. 1300
Iracema
Indústrias de
Caju Ltda.
Beneficiamento, moagem e preparação de
outros produtos de origem vegetal.
1205
Colméia Edificações. 1100
SESI Fabricação de outros produtos alimentícios. 1000
FAE – tecnologia
Fabricação de outros equipamentos e
aparelhos elétricos.
600
Cialne
Abate de aves e outros pequenos animais e
preparação de produtos de carne.
525
Mecesa Fabricação de embalagens metálicas. 500
GME
Preparação de margarina e outras gorduras
vegetais e de óleos origem animal não
comestíveis.
320
Lubnor Fabricação de produtos petroquímicos básicos. 205
Petrolusa Fabricação de produtos químicos. 63
AcquaMarine
Preparação e preservação do pescado e
fabricação de conservas de peixe, crustáceos e
moluscos.
16
1.4.2 – Atividade portuária na RMF
O Porto do Mucuripe é um porto marítimo artificial localizado na enseada de
mesmo nome nas coordenadas geográficas de latitude 3º 42’ 36’’ S e longitude 38º
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
26
28’ 24’’ W está estrategicamente posicionado na direção dos Estados Unidos e da
Comunidade Européia, principais destinos das exportações do Estado do Ceará.
Segundo a Companhia Docas do Ceará (CDC), criada em 1965 para
administrar o porto (Girão, 1997), a área de influência do Porto do Mucuripe
compreende, além do Estado do Ceará, o Estado do Piauí e partes dos estados do
Maranhão, Rio Grande do Norte, Paraíba e Pernambuco, se estendendo ainda ao
extremo Norte, ao Centro-Oeste e ao Vale do Rio São Francisco.
No que se refere ao acesso terrestre o porto conta com uma malha rodoviária
em seu entorno que se liga às rodovias federais BR-116, BR-222, BR-304 e BR-020
e estaduais CE-040, CE-060 e CE-065, além de um parque de triagem e
composição ferroviária que se liga a toda malha ferroviária do Nordeste.
O porto dispõe de linhas regulares de navegação, fornecidas por quinze
companhias armadoras, com destino a portos nas Costas Leste e Oeste da América
do Norte, Golfo do México, Caribe, Costa Oeste da América do Sul, Europa, Oeste e
Sul da África, Oriente Médio, Extremo Oriente, países do Mercosul e principais
portos brasileiros atendidos por linhas regulares de navegação de cabotagem.
O acesso das embarcações ao cais de atracação é feito por um canal de
1.200 metros de comprimento por 100 metros de largura, conduzindo diretamente a
área de fundeio e bacia de evolução com dimensões adequadas ao tráfego,
inexistindo correntes marítimas de intensidade significativa. O porto também conta
com duas bacias de evolução, sendo uma com 300 metros de largura e
profundidade de 10 metros, e outra com 350 metros de raio e profundidade e 11
metros, protegidos por um molhe de 1.190 metros de comprimento, localizado na
parte norte do cais. Na área do porto ainda existem sete fundeadouros com perfeitas
condições de segurança e sinalização náutica (CDC, 2004a).
O cais comercial do Porto do Mucuripe permite execução das mais diversas
atividades de movimentação de cargas; granéis sólidos (trigo, coque de petróleo,
pedras calcárias, farelo de girassol e malte), granéis líquidos (derivados de petróleo,
gás liquefeito de petróleo, óleo de castanha de cajú etc.), carga geral solta (camarão
congelado, produtos químicos, cera de carnaúba etc.) e contêineres (óleo
lubrificante), dispondo de 20 metros de largura e extensão operacional de 1.054
metros, que resultam em cinco berços de atracação, sendo três berços com
profundidade de 10 metros e capacidade de sobrecarga para cinco toneladas por
metro quadrado, um berço de sete metros de profundidade e um berço de cinco
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
27
metros de profundidade com capacidade de sobrecarga para três toneladas por
metro quadrado, podendo receber simultaneamente até cinco navios. O cais possui
cinco armazéns com área de 6.000 metros quadrados cada, sendo três para granéis
sólidos e dois para carga geral, além de 100.000 metros quadrados de pátios
pavimentados para armazenagem de contêineres e de um moinho de trigo com
capacidade estática para 80.000 toneladas. Nesta área também está localizado o
Terminal de Grãos, dotado de dois portalinos (equipamento para descarga do navio)
com capacidade de descarga de 300 toneladas por hora cada, armazém pulmão
com capacidade de armazenar 45.000 toneladas e esteiras transportadoras
interligando portalinos, armazém pulmão e três moinhos (CDC, 2004a).
O pier petroleiro dispõe de uma plataforma de atracação com noventa metros
de comprimento e vinte e oito metros de largura, dois berços de atracação sendo o
interno com onze metros de profundidade e o externo com doze metros de
profundidade e ponte de acesso com 853 metros de comprimento; além de um
sistema de dutovias interligado às distribuidoras de petróleo e à fábrica de
margarina.
Na retroárea do porto estão os moinhos de trigo com silos com capacidade
para 38.300 toneladas, nove distribuidoras de combustíveis com tancagem total de
215.0000 metros cúbicos, o parque de triagem da Companhia Ferroviária do
Nordeste (CFN) além de uma fábrica de margarina e gordura vegetal hidrogenada.
No ano de 2002 observou-se um maior movimento de mercadorias (CDC,
2004b) conforme mostram as Tabelas 1.5 e 1.6 sobre o movimento por tipo de carga
e de carga geral solta em toneladas no período de 2001 a 2004.
TABELA 1.6 – Quantidade, em toneladas, de mercadoria movimentada no Porto do
Mucuripe por tipo de carga, entre agosto de 2001 e abril de 2004 (adaptado de CDC,
2004b).
TIPO DE CARGA 2001 2002 2003 2004
Granel líquido 854.661,72 1.691.241,17 381.744,15 395.002,02
Granel sólido 433.511,99 949.040,36 235.426,02 253.039,57
Carga geral solta 561.962,79 809.069,47 247.057,78 310.965,65
Total 1.850.136,50 3.449.351,00 864.227,95 959.007,24
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
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TABELA 1.7 – Principais mercadorias movimentadas como carga geral solta, por
toneladas, no Porto do Mucuripe, entre agosto de 2001 e abril de 2004 (adaptado de
CDC, 2004b).
TIPO DE CARGA 2001 2002 2003 2004
Algodão em pluma 3.078,14 23.718,23 2.672,91 5.397,44
Arroz 101.612,07 153.679,65 31.332,60 49.411,20
Bobina de aço 56.279,48 12.326,15 4.218,05 8.644,62
Bobina de papel 18.386,83 25.592,99 6.981,34 5.895,52
Camarão congelado 7.024,44 12.111,21 2.947,54 7.726,74
Castanha de caju 17.510,11 14.757,99 5.883,29 4.900,18
Cera de carnaúba 8.662,48 11.349,20 3.832,72 3.769,80
Farinha de trigo 5.430,70 14.255,75 1.347,33 4.523,16
Produtos químicos 6.229,61 12.238,28 4.199,16 2.511,67
Sal 51.837,18 142.849,03 73.782,65 91.648,80
1.4.3 – O emissário submarino de Fortaleza (ESF)
O ESF é constituído por, aproximadamente, 99% de esgoto doméstico com
vazão máxima de 4,2 m
3
.s
-1
e média de 1,4 m
3
.s
-1
(Consórcio Concremat, 1993),
possui uma estação de tratamento primário que não remove substâncias tóxicas
como os metais pesados.
O sistema de tratamento primário comumente é constituído de um
subconjunto de unidades destinadas à promoção da separação dos sólidos em
suspensão mais facilmente sedimentáveis e flutuáveis (decantadores primários e
milipeneiras rotativas); da flotação de sólidos em suspensão não tão facilmente
flutuáveis (tanques de flotação); da digestão dos sólidos (lodos) decantados
(digestores primários); e da secagem dos lodos (leitos de secagem ou prensas
desaguadosras) (Gonçalves & Souza, 1997).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
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A presença dos metais no esgoto doméstico está associado aos despejos de
detergentes (pequenas quantidades), amálgamas dentários (Hg), tintas (Cd) e
alimentos (Cu e Zn) (Sörme & Lagerkvist, 2002). Além disso, pode receber água do
subsolo através de infiltrações nos dutos, contendo alguns destes metais que
estavam presentes no solo. O emissário também recebe esgoto de empresas (como
consultórios dentários), hospitais e pequenas indústrias (como de galvanoplastia).
1.5 – Emissão de metais pesados por atividades antrópicas em regiões
costeiras
Regiões costeiras ao redor do mundo estão sujeitas a diferentes pressões
que não são constantes, mas que variam ao longo do tempo. Práticas de manejo
ambientais utilizadas nas últimas décadas fizeram com que o impacto de
contaminantes “clássicos” como metais pesados, PCBs e parte dos nutrientes,
decrescessem drasticamente na Europa e na América do Norte. Além disso, novas
classes de agentes químicos têm surgido em listas prioritárias de organizações
internacionais que visam à preservação do meio ambiente e o desenvolvimento
sustentável das regiões costeiras intensificando as pressões sobre a gestão
ambiental. Observa-se ainda uma competição pelo espaço físico, devido às disputas
geradas pelos desenvolvimentos urbano, industrial, do turismo, e do tráfego de
pessoas e de transportes que ocasionam uma diminuição do tamanho e das funções
dos ecossistemas costeiros. Mudanças nas bacias de drenagem ocasionadas por
transposição ou barragens de águas para atender a aumentos da demanda hídrica,
influenciam as vazões naturais de água doce, nutrientes, sedimentos e poluentes
para o litoral (Lacerda et al., 2002).
A poluição ambiental por metais pesados desenvolveu-se a partir das últimas
décadas do século passado tendo o seu máximo entre 1960 a 1970 quando houve
um aumento da emissão de metais por combustão de carvão como conseqüência do
desenvolvimento industrial, chefiado pelo hemisfério norte. Nos últimos trinta anos
houve uma redução dos teores de metais pesados na camada de sedimentos mais
recentes devido a mudança do combustível nas indústrias que antes utilizavam o
carvão e passaram a utilizar os produtos derivados do petróleo, entretanto, surgiram
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
30
novos poluentes como os hidrocarbonetos que apresentam um agudo crescimento
(Förstner, 1989).
Nas áreas costeiras as fontes de metais pesados estão associadas a:
Localização de grandes centros urbanos (através da descarga de esgotos,
disposição final de resíduos sólidos, lixiviação do solo, uso inapropriado do solo,
altos níveis de matéria orgânica na coluna d’água etc.); localização de parques
industriais (através de efluentes líquidos, sólidos e gasosos.); atividade portuária
(através de vazamentos de óleos das próprias embarcações do local ou que por lá
trafegam, da combustão dos combustíveis, da lavagem de cascos dos barcos, do
risco de acidentes envolvendo principalmente cargas com derivados de petróleo e
através da atividade de dragagem nos portos para a remoção de sedimentos nos
canais de navegação, liberando metais antes presos no sedimento para a coluna
d’água); áreas de produção agrícola (associado ao uso de pesticidas, fertilizantes e
agroquímicos) e bacias de drenagens de grandes rios (através dos quais resíduos
e/ou dejetos, de cidades nas suas margens, são concentrados e transportados).
No caso da emissão de metais pesados por sistemas de esgoto doméstico
para as águas costeiras pode-se citar o Reino Unido onde Hutton & Symon (1986)
estimaram cargas de: 9, 161 e 0,42 em ton.ano
-1
de Cd, Pb e Hg, respectivamente; e
o sistema de disposição oceânica da cidade de Los Angeles que emite cerca de:
11,6 , 116, 0,46 , 87,8 e 388 em ton.ano
-1
de Cd, Cu, Hg, Pb e Zn, respectivamente
(Gonçalves & Souza, 1997). No Brasil, Barcellos & Lacerda (1994) estimaram as
entradas de Zn e Cd para a Baía de Sepetiba (Rio de Janeiro) através de descarga
de esgoto de: 12 e 0,05 em ton.ano
-1
de Zn e Cd, respectivamente.
Alguns dos metais pesados também podem ser disponibilizados em área
portuária através de vazamentos de óleos das próprias embarcações do local ou que
por lá trafegam, da combustão dos combustíveis, da lavagem de cascos dos barcos,
de algum acidente com carga contendo metais-traço e também através da atividade
de dragagem nos portos para a remoção de sedimentos (Muniz et al., 2004)
principalmente dos canais de navegação, liberando metais antes presos ao
sedimento para a coluna d'água. Segundo a CDC esta atividade de dragagem no
Porto do Mucuripe retira 800.000 m
3
.ano
-1
e a época do ano a ser realizada depende
diretamente da disponibilidade do orçamento.
Assim, atividades portuárias geram mudanças das concentrações de base de
metais traço no ambiente marinho. No Porto Kembla, Austrália, He & Morrison
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
31
(2001), compararam os valores das concentrações de metais nos sedimentos do
porto com os de um ambiente não afetado por atividade antrópicas (Tabela 1.8),
caracterizando fatores de enriquecimento de 3 a 220 vezes os valores de
“backgrounds” geoquímicos locais pela atividade portuária.
TABELA 1.8 – Concentrações de metais pesados, em µg.g
-1
, em sedimentos do
Porto Kembla e de um ambiente não contaminado na região (adaptado de He &
Morrison, 2001).
Metais
Sedimento do
Porto
Sedimento natural
FE
1
Cd 15 0,5 - 5 3 – 30
Cu 95 3 - 20 5 – 32
Fe 73000 2100 35
Hg 0,5 - -
Pb 269 3 - 20 13 – 90
Zn 2220 0 - 140 16 - 2220
1
FE: Fator de Enriquecimento
Muniz et al. (2004), encontrou níveis de metais que considerou como
característico de sedimentos altamente poluídos nos sedimentos do Porto de
Montevidéu, Uruguai. Estes valores foram de: 312
+
102 µg.g
-1
, 85 + 31 µg.g
-1
e
0,63
+
0,3 µg.g
-1
, para Zn, Pb e Hg, respectivamente.
Estas concentrações encontradas em várias regiões do mundo podem ser
consolidadas através de inventários de emissões. Barcellos & Lacerda (1994)
estimaram as entradas de Zn e Cd para a Baía de Sepetiba (Rio de Janeiro) através
das atividades portuárias e de navegação e encontraram valores de emissões para
água, de 10 ton.ano
-1
de Zn e 0,05 ton.ano
-1
de Cd, e para solo, de 95 ton.ano
-1
de
Zn e 0,5 ton.ano
-1
de Cd.
No ambiente costeiro também se deve levar em consideração a emissão de
metais pesados através de fontes difusas, como por exemplo, a lixiviação dos solos
urbanos para as águas costeiras, principalmente no período de chuva, onde os
metais são lixiviados, do asfalto, do concreto, das tintas, dos tijolos etc. No caso do
asfalto há emissão de metais não só pela sua própria composição como também
através do atrito de pneus e vazamentos de óleo em sua superfície (Davis et al.,
2001).
Pequenas empresas como, por exemplo, lavadoras de carros, são
apresentadas como importantes emissores de metais (exceto para Hg proveniente
de consultório dentário e Cu contido nos tubos e torneiras) e contribem para um
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
32
enriquecimento dos teores de metais no solo, conseqüentemente para as drenagens
e para a região costeira (Sörme & Lagerkvist, 2002).
Especificamente no caso da costa norte de Fortaleza, área mais urbanizada e
povoada da cidade, as fontes difusas de metais na região são geradas pelo grande
fluxo de pessoas que circulam, pela emissão de lixo e esgotamento sanitário para as
galerias pluviais (Vieira et al., 2002) e, possivelmente, também, através da lixiviação
do asfalto e de cimento que recobrem o perímetro urbano.
Na área do Porto do Mucuripe a contaminação das drenagens e
conseqüentemente da região costeira também pode ocorrer, por exemplo, através
dos dejetos oriundos das atividades no cais pesqueiro e nas indústrias de
beneficiamento do pescado, além dos dejetos lançados pelos esgotos e riachos que
deságuam na região (Vasconcelos, 1985).
Outras influências de atividades antrópicas sobre a região costeira da RMF
serão detalhadas nesta dissertação.
1.6 – Metais traço nos sedimentos costeiros
O ciclo hidrológico dos metais encerra-se nos oceanos onde os elementos
traço são incorporados aos sedimentos marinhos (Salomons & Förstner, 1984),
sendo que esta entrada no ambiente marinho se dá principalmente de três formas:
pelos rios, via atmosférica e pelas atividades tectônicas. Naturalmente que numa
região costeira passiva, como a da RMF, isto é, sem atividade tectônica significativa,
as entradas de metais ficam restritas à deposição atmosférica e às fluviais.
Salomons & Förstner (1984) dividiu em quatro os compartimentos que afetam
os processos geoquímicos de metais traço no oceano. São eles: a camada
superficial, a camada profunda, a interface água-sedimento e os sedimentos. Neste
trabalho está sendo focada a distribuição geoquímica de metais traço em
sedimentos superficiais.
Na interfase água/sedimento a composição da matéria particulada coletada
em amostradores de sedimento acima do fundo oceânico difere do que se encontra
no sedimento. Em particular as concentrações de matéria orgânica nas armadilhas
de sedimento são maiores. Isto mostra que nesta área importantes processos de
degradação são colocados como possíveis liberadores de metais traço. Adiciona-se
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
33
a este processo, a difusão dos metais traço nos poros dos sedimentos oceânicos
(aumentado pela bioturbação e consolidação) proporcionando a ida de alguns metais
traço para a camada superficial.
Assim, os sedimentos oceânicos são o último compartimento dos metais traço
no ciclo hidrológico, podendo refletir o desenvolvimento histórico dos parâmetros
químicos e hidrológicos do sistema, além da qualidade de corrente da área através
da forma como é transportado. Perfis longitudinais de sedimentos analisam as
concentrações de metais depositados durante diferentes épocas, proporcionando a
comparação entre níveis naturais e teores que indicam enriquecimento de metais por
atividades antrópicas (Förstner, 1989).
Por sua composição e comportamento na natureza os sedimentos podem ser
divididos em dois grupos distintamente diferentes (Terzaghi & Peck, 1948; Raudkivi,
1976); sedimentos finos com partículas menores do que 50 µm que são subdivididos
em siltes e argilas, e sedimentos grosseiros que possuem grãos maiores do que
0,05 mm e são subdivididos em areias e cascalhos.
De forma geral estes dois grupos diferem na mineralogia, morfologia, e nas
propriedades químicas e mecânicas. Sedimentos finos são constituídos
principalmente de argilo-minerais, matéria orgânica e quartzos finos granulados,
partículas carbonáticas e feldspatos. Já os sedimentos grosseiros têm uma
mineralogia menos diversificada e consistem principalmente de quartzo e feldspato.
Quanto à distribuição de metais traço em sedimentos marinhos é possível
estabelecer algumas tendências para alguns destes metais como se pode observar
na Tabela 1.9.
TABELA 1.9 – Concentrações, em µg.g
-1
, de alguns metais traço em depósitos
marinhos (adaptado de Chester, 1990).
Metais
Ambiente
lamoso
próximo à
costa
Carbonatos
marinhos
Argila no
Oceano
Atlântico
Argila no
Oceano
Pacífico
Concreções
nodulares de
Fe/Mn
Cu 48 30 130 570 3,3 x 10
3
Pb 20 9 45 162 1,5 x 10
3
Zn 95 35 130 - 3,5 x 10
3
Fe 69,9 x 10
3
9 x 10
3
82 x 10
3
65 x 10
3
141 x 10
3
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
34
Geralmente, carbonatos marinhos são empobrecidos na maioria dos
elementos traço quando comparados as argilas no ambiente marinho, o estrôncio
tem sido uma exceção para isto. Certamente metais traço, como vanádio e o cromo,
apresentam concentrações similares para ambientes lamosos quanto para argilas.
Em contraste, cobre e chumbo, por exemplo, tem um aumento de teores nas argilas
e nas concreções Fe/Mn se comparado com o ambiente lamoso, logo se pode
introduzir esta diferença de fração oceânica para avaliar um aumento ou
enriquecimento de um metal traço. O Oceano Pacífico apresenta concentrações
maiores destes elementos do que o Oceano Atlântico, mais especificamente na
fração argila.
Várias pesquisas dão aumento das concentrações dos metais traço em
ambientes marinhos com baixa taxa de sedimentação (Salomons & Förstner, 1984;
Chester, 1990).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
35
2 – OBJETIVOS
Este estudo visou a avaliação dos teores de elementos-traço em sedimentos
de fundo da costa norte de Fortaleza a fim de qualificar a influência de atividades
antrópicas sobre a distribuição e partição geoquímica dos metais Hg, Cu, Cd, Pb e
Zn.
Complementando o objetivo geral foram determinados:
• O inventário da emissão destes metais pelo emissário submarino de
Fortaleza (ESF) para as águas costeiras;
• As correlações geoquímicas entre estes metais estudados e
importantes carreadores como o ferro, o alumínio, os carbonatos e a
matéria orgânica;
• A variabilidade dos teores de metais em amostras coletadas entre
diferentes épocas do ano (período de chuva e de seca);
• A capacidade de diluição do oceano verificando-se a ocorrência de
áreas de concentração e/ou de distribuição no sentido da deriva
litorânea regional.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
36
3 – ÁREA DE ESTUDO
3.1 – Localização e acesso
A área de estudo compreende a costa norte da cidade de Fortaleza, capital do
Estado do Ceará, na Região Nordeste do Brasil (Figura 3.1), entre as coordenadas
03º38’00’’ (S) a 03º43’00’’ (S) de latitude e 38º28’00’’ (W) a 38º35’00’’ (W) de
longitude.
Figura 3.1: Área de Estudo (Adaptado de www.cnpm.embrapa.gov.br
,
acessado em 30 abr. 2004).
Ceará
Porto do Mucuri
p
e
Rio Ceará
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
37
A área costeira do Estado do Ceará estende-se por aproximadamente 570 Km
da latitude 3º 07’ S a 4º 50’ S e longitude 42º 15’ W a 39º 45’ W. Limitada a oeste
pelo delta do Rio Parnaíba e a leste pelo estuário do Rio Apodi. A plataforma
continental do Ceará apresenta uma baixa declividade (1:670 a 1:1000) até 70m de
profundidade, e tem uma largura máxima de 100 Km a oeste e mínima de 40 Km a
leste (Freire et al., 2004). Como será demonstrado todos os pontos de amostragem
estão próximos à costa (Figura 4.1 e Tabela 4.1), sendo os mais afastados da costa
localizados na região da isóbata de 10 metros, pode-se afirmar que a área estudada
faz parte da Plataforma Continental Interna Cearense, até 20 metros de
profundidade (Coutinho, 1976; Freire, 1985), onde o relevo é praticamente regular,
mas com um pequeno declive e apresenta um fluxo de sedimentação terrígena,
onde a cobertura sedimentar é composta por areias quartzosas com muito pouco
cascalho e lama. A fauna é representada por moluscos, com ou sem foraminíferos
bentônicos (CAGECE, 2002).
A região a jusante do emissário submarino de Fortaleza, com o substrato
influenciado pelo SDOES (Sistema de Disposição Oceânica dos Esgotos Sanitários)
é caracterizada pela presença de sedimentos formados por areia biodetrítica e
quartzosa com texturas muito fina, fina, média, grossa e muito grossa, com
ocorrência de matéria orgânica, fragmentos de conchas e concreções nodulares
formadas a partir da precipitação de carbonato de cálcio (CAGECE, 2002).
Os parâmetros físico-químicos da água nesta mesma área foram analisados
nos três níveis de profundidade (superfície, meio e fundo) durantes campanhas de
monitoramento da área influenciada pelo ESF do qual o Grupo de Biogeoquímica
Costeira do LABOMAR participou, encontrando valores que variaram em uma faixa
esperada para esta zona costeira, a qual se caracteriza por temperatura elevada,
intensa atividade biológica, pH neutro, salinidade influenciada por chuvas e aporte
fluvial, e consumo de oxigênio de média intensidade. Observa-se que estes
parâmetros são compatíveis com o meio ambiente da província nerítica tropical,
evidenciando-se uma boa homogeneização da coluna d’água como conseqüência
dos movimentos superficiais por ação dos ventos e ondas (CAGECE, 2002).
3.2 – Meio físico
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
38
3.2.1 – Geologia da costa
A geologia da costa do Ceará foi dividida em: Sedimentar
Terciário/Quaternário (representado por clásticos continentais que cobrem
discordantemente grande parte dos sedimentos mesozóicos, por exemplo, o Grupo
Barreiras), cobertura Mesozóica/Paleozóica (representada por sedimentos clásticos
e carbonáticos da parte emersa da Bacia Potiguar, pode-se citar a Formação
Gangorra) e o embasamento Pré-Cambriano (corresponde a uma ampla região de
dobramentos, chamada Nordeste Oriental, proveniente da evolução de uma zona
geossinclinal em mosaico, estabelecida no final do pré-cambriano, como o Maciço
de Santa Quitéria) (Freire, 1985; Freire et al., 2004). Sendo a R.M.F. (Região
Metropolitana de Fortaleza) caracterizada geologicamente pela presença de terrenos
cristalinos e coberturas sedimentares cenozóicas (Brandão, 1995).
Sobrepostas ao embasamento ocorrem rochas sedimentares atribuídas ao
Grupo Barreiras, de idade de miocênica superior a pleistocênica, distribuem-se como
uma faixa de largura variável (máximo de 30Km em direção ao interior)
acompanhando a linha de costa e a retarguada dos sedimentos eólicos antigos e
atuais. Litologicamente apresenta na sua formação sedimentos areno-argilosos, não
ou pouco litificados, de cor avermelhada, creme ou amarela, muitas vezes de
aspecto mosqueado. Sua granulação varia de fina a média.
Sobre os sedimentos da Formação Barreiras estão às dunas edafizadas ou
páleodunas, com uma faixa de espessura variando em torno de 15m, formadas por
areias bem selecionadas, de granulação fina a média, por vezes siltosa, quartzosas
e/ou quartzo-feldspáticas, com tons amarelados, alaranjados ou acinzentados.
Geralmente são sedimentos inconsolidados, por tratar-se de uma geração mais
antiga de dunas, apresenta desenvolvimento de processos pedogênicos,com a
conseqüente fixação de vegetação de maior porte.
A partir da acumulação dos sedimentos removidos da face de praia são
formadas as dunas recentes ou móveis que se distribuem como um cordão contínuo
disposto paralelamente à linha de costa, possuindo uma largura média de 2 a 3 Km
e espessura próxima a 20 m. Sua continuidade pode ser interrompida pela presença
de planícies fluviais e flúvio-marinhas, pela penetração até o mar de sedimentos da
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
39
Formação Barreiras ou promontórios formados por cangas lateríticas (Ponta do
Mucuripe). As dunas são constituídas por areias esbranquiçadas, bem selecionadas,
de granulação fina a média, quartzosas, com grãos de quartzo foscos e
arredondados e muitas vezes encerrando níveis de minerais pesados,
principalmente ilmenita. Têm na ausência de vegetação uma caraterística que detém
ou atenua os efeitos da dinâmica eólica.
Por toda a extensão da costa, desde a linha de maré baixa até a base das
dunas móveis, têm-se as formações das praias recentes que são acumulações de
areias de granulação média a grossa, ocasionalmente cascalhos (próximo a foz dos
rios maiores), com abundantes restos de conchas, matéria orgânica e minerais
pesados. Inclui também os beach-rocks ou arenitos de praia, que são geralmente
arenitos conglomeráticos com grande quantidade de bioclastos (fragmentos de
moluscos e algas), cimentados por carbonato de cálcio, por exemplo, pode-se citar a
ocorrência destes na enseada do Mucuripe.
Os depósitos flúvio-aluvionares e de mangues são representados,
especialmente, por areias, cascalhos, siltes e argilas, com ou sem matéria orgânica
compreendendo os sedimentos fluviais, lacustres ou estuarinos recentes. Nos
ambientes estuarinos ou de planícies flúvio-marinhas, forma-se depósitos síltico-
argilosos, ricos em matéria orgânica que sustentam uma vegetação de mangue
(Consórcio Concremat, 1993; Brandão, 1995).
3.2.2 – Solos
A área do município de Fortaleza apresenta algumas associações de solos,
dentre as quais predominam os solos podzólicos distróficos que ocorrem em toda a
porção central da cidade. Nos baixos cursos dos rios Cocó e Maranguapinho / Ceará
ressalta-se a ocorrência localizada de solos Solonchak Solonétzico, característicos
de regiões estuarinas (Consórcio Concremat, 1993; Brandão, 1995).
3.2.2.1 – Podzólico Vermelho Amarelo
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
40
São solos bem desenvolvidos, profundos a medianamente profundos, porosos
e bem drenados, com exceção o solo de caráter plíntico que possui drenagem de
moderada a imperfeita. Estão distribuídos desde a faixa de domínio das bacias do
Rio Cocó e Maranguape até a zona litorânea de Fortaleza, correlacionado com as
áreas e ocorrência do Grupo Barreiras e Paleodunas.
Ocorrem em relevo variando de plano a suave ondulado. A vegetação original
sofreu bastante alteração devido a substituição por culturas de subsistência e devido
à expansão urbana.
São solos de baixa fertilidade natural, apresentando deficiência de água e
susceptibilidade a erosão e no caso dos solos plínticos sujeitos a inundação
(Consórcio Concremat, 1993; Brandão, 1995).
3.2.2.2 – Solos Aluviais
Compreende solos pouco desenvolvidos, provenientes de deposições fluviais
recentes e que apresentam apenas um horizonte A
superficial diferenciado,
sobrejacente a camadas estratificadas, as quais normalmente não guardam relações
pedogenéticas entre si. Os horizontes são de difícil diferenciação devido à
composição granulométrica. Apresentam propriedades morfológicas variadas devido
à textura, que varia desde arenosa até argilosa (indiscriminada) sem disposição
preferencial.
São solos com profundidade média a grande, atingindo até 200 cm. Estes
solos estão localizados margeando os rios Cocó, Maranguapinho, pequenas lagoas
e pequenos rios que cortam Fortaleza.
Apesar do grande potencial agrícola, estes estão sujeitos ao encharcamento
devido a sua posição que corre o risco de inundações periódicas.
Solos do tipo Solonetz Solodizado ocorrem associados aos Solos Aluviais e
são solos rasos, mal drenados e suscetíveis a erosão. Ocorrem em relevo plano
suave ondulado, apresentando deficiência de água no período seco e excesso no
período chuvoso. São solos sujeitos a salinização e alcalinização (Consórcio
Concremat, 1993; Brandão, 1995).
3.2.2.3 – Areias Quartzosas Distróficas
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
41
Compreende solos arenosos, muito profundos, excessivamente drenados,
originados de sedimentos arenosos do Grupo Barreiras, pouco aproveitados com
agricultura devido a sua baixa fertilidade natural, baixa retenção de umidade e alta
acidez (Consórcio Concremat, 1993; Brandão, 1995).
3.2.2.4 – Areias Quartzosas Marinhas Distróficas
De características morfológicas e químicas semelhantes as descritas para a
unidade anterior, estes se distribuem no litoral em forma de relevo variável, indo do
plano ao forte ondulado e por vezes escarpado. São bastante pobres quanto a sua
fertilidade natural e deficiência de água, possuindo escassa cobertura vegetal
formada por espécies pioneiras integrantes do estrato herbáceo.
Por terem fortes limitações quanto ao uso agrícola, vêm sendo ocupados
inadequadamente pela urbanização. O desmonte das dunas e o desmatamento de
sua escassa vegetação contribui para a aceleração do processo de degradação a
que estão sujeitos (Consórcio Concremat, 1993; Brandão, 1995).
3.2.2.5 – Solonchak Solonétzico
Solos halomórficos com elevado teor sólido apto a troca. Apresenta horizonte
A1 pouco espesso, de baixa permeabilidade, tornando a drenagem imperfeita a ruim.
Apresenta horizontes sálicos e camadas finas de sais cristalizados na superfície,
com uma condutividade elétrica bastante elevada.
São de origem de deposição de materiais fluviais recentes, normalmente em
relevo plano, formando os campos de várzea e florestas ribeirinhas com presença de
carnaúbas. Trata-se de um solo de difícil manejo apresentando altos índices de
alcalinidade e sais, portanto, é inadequado ao uso agrícola, sendo indicado para uso
de lazer e preservação (Consórcio Concremat, 1993; Brandão, 1995).
3.2.3 – Recursos Hídricos Superficiais
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
42
A Bacia Metropolitana de Fortaleza subdivide-se em três bacias hidrográficas:
o Sistema Ceará-Maranguapinho, a da Vertente Marítima e nas águas oceânicas do
litoral de Fortaleza e a Bacia do Rio Cocó, sendo que apenas as duas primeiras
deságuam na área de estudo. Este sistema de drenagem possui ainda inúmeras
lagoas, riachos e açudes que são importantes no equilíbrio hidráulico, manutenção
do macro-clima e valorização da paisagem.
Todas as três bacias hidrográficas configuram áreas predominantemente
urbanas e as edificações, pavimentações e ruas, aterros de mangues,
impermeabilizam o solo reduzindo a infiltração e aumentando o tempo de
permanência das águas sobre a superfície, ocasionando enchentes.
Os médios e baixos cursos das drenagens situam-se em terrenos aplainados
favorecendo a formação de várzeas aluvionares significativas. Próximo às
desembocaduras, os rios ficam sujeitos a morfodinâmica costeira pela influência das
marés – refluxo sobre a foz dos rios ocasionando a salinização das águas – e pelas
barreiras litorâneas formadas pelos cordões de dunas.
A obstrução da desembocadura dos cursos d’água pela ocorrência e
movimentação constante das dunas favorece a formação de canais sinuosos
próximos à foz e originam muitas lagoas litorâneas, além de ser responsável pela
ocorrência de drenagens endorreica em algumas áreas que, em geral, são sujeitas a
alagamentos.
Os aspectos climáticos, predominantemente as precipitações, influenciam o
regime fluvial dos principais rios e seus afluentes. Deste modo, a recarga de
aqüíferos e aumento dos níveis das águas, que culmina com o transbordamento de
cursos d’água e formação das áreas alagadas em suas margens, ocorre em geral,
no período de fevereiro a maio.
Como a variação interanual das precipitações é bastante acentuada, no
período em que são registradas as menores médias pluviométricas (julho a
dezembro) o regime dos rios e lagoas é afetado por esta escassez que ocasiona
sensível diminuição da vazão dos cursos d’água. A este fator soma-se a acentuada
insolação que incide na área gerando evaporação muito elevada.
Em decorrência deste regime alguns sub-afluentes dos rios principais e
pequenas lagoas são intermitentes, ou seja, secam durante certo período do ano.
Em contraposição, na época de maior incidência das precipitações, os totais de
chuva associados às baixas altitudes e declividades dominantes geram problemas
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
43
decorrentes de excesso d’água nas áreas urbanizadas (Consórcio Concremat,
1993).
Devido a esta grande variabilidade das vazões das bacias hidrográficas a
variabilidade sazonal dos teores de metais em sedimentos da costa de Fortaleza foi
avaliada neste estudo.
3.2.3.1 – Sistema Ceará-Maranguapinho
O Sistema Ceará-Maranguapinho tem seu eixo principal no sentido
predominantemente sul-norte e envolve os municípios de Maranguape em seu alto
curso, Maracanaú em sua porção mediana, e Fortaleza e Caucaia em seu baixo
curso. Suas nascentes são representadas pelo Rio Pirapora e riacho Tangueira, nas
serras de Maranguape e Aratanha, cuja confluência origina o Rio Maranguapinho.
O Rio Maranguapinho passa por uma área industrial na sua porção mediana,
em Maracanaú, e em seguida no seu médio e baixo curso o seu eixo principal da
drenagem inflete para noroeste e deságua no Rio Ceará, já próximo a sua foz. Neste
trecho o rio configura uma travessia predominantemente urbana e observa-se a
ocorrência de algumas lagoas e açudes (açudes da Agronomia e da Viúva, lagoas
da Parangaba, Mondubim e Genibaú), além de pequenos riachos integrantes de sua
rede de drenagem.
O baixo curso dos rios Ceará / Maranguapinho sofre influência marinha e
apresenta características de estuário no período chuvoso, quando a precipitação e
volume d’água acumulado nos rios são maiores do que a evaporação.
A capacidade de produção de deflúvios na bacia não apresenta uma grande
potencialidade para picos de enchentes elevadas, dadas as suas características
morfológicas que contribuem para o amortecimento destes. O Rio Maranguapinho,
devido ao maior alongamento de sua bacia, apresenta menor capacidade de
produção de picos de cheias em comparação ao Rio Ceará.
A bacia hidrográfica do Rio Maranguapinho localiza-se em uma zona
residencial, passando por uma zona industrial, com densidade demográfica elevada
representada por populações de baixa e média renda. Suas margens são ocupadas
indevidamente e apresentam lançamentos de lixos em vários pontos (Consórcio
Concremat, 1993).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
44
3.2.3.2 – Bacia da Vertente Marítima
Corresponde a faixa de dunas entre o Sistema Ceará-Maranguapinho e a
Bacia do Rio Cocó. A região tem uma topografia suavemente inclinada para o mar,
favorece a drenagem para o oceano através de pequenos riachos (Jacarecanga,
Pajeú e o Sistema Papicu-Maceió). Também fazem parte de sua rede de drenagem
algumas lagoas como a Lagoa do Mel e Lagoa do Papicu. Devido as suas
características morfológicas, a bacia apresenta grande potencialidade de produção
de picos de cheias e está sujeita a inundações no período das chuvas.
A referida bacia, embora de extensão areal reduzida, engloba a área urbana
de maior densidade populacional. Esta ocupação generalizada invadiu os caminhos
preferenciais das águas e gerou impermeabilização dos solos em aproximadamente
70%, exceto a sub-bacia do riacho Papicu com 42% (Consórcio Concremat, 1993).
3.2.4 – Clima
A área integra a região climática do tipo “AW”, da classificação do Köppen,
correspondente ao macroclima de faixa costeira de clima tropical chuvoso, quente e
úmido, com chuvas de verão e outono. A diferenciação climática sazonal observada
para a área permite caracterizar, a grosso modo, dois períodos com características
distintas. O primeiro, entre janeiro e junho, corresponde ao verão. É um semestre
chuvoso. Com umidade relativa do ar, nebulosidade e temperaturas médias
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
45
elevadas. Ao contrário, a evaporação e insolação neste semestre são menores. O
segundo período corresponde ao inverno, entre julho e dezembro, e apresenta
baixas temperaturas médias, baixos níveis de precipitação, de nebulosidade e de
umidade relativa do ar, enquanto que as taxas de evaporação e insolação são
elevadas. As precipitações anuais médias se encontram na faixa de 1400-1600 mm.
Na região há predominância dos ventos alísios, produto da zona de convergência
intertropical, na direção E-W (Jimenes & Maia, 1999), (Figura 3.2), com velocidade
média anual de 3,6 m.s
-1
, atingindo o máximo em setembro (7,2 m.s
-1
) e diminuindo
gradativamente até o mês de março (Consórcio Concremat, 1993).
FIGURA 3.2 – Direção E-W dos ventos no litoral de Fortaleza.
3.3 – Meio Biótico
3.3.1 – Formações vegetais
A área do município de Fortaleza apresenta um mosaico vegetacional
diversificado favorecido pela diversidade de formas de relevo, clima e solos. Têm-se
as seguintes formações para a região:
• Floresta Ribeirinha e Floresta Lacustre (Floresta Ciliar de Carnaúba):
Encontrada limitando-se as partes mais baixas de pequenos e grandes
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
46
rios. É caracterizada pela presença da Carnaúba (Copernicia prunifera)
planta endêmica do nordeste do Brasil, juntamente com plantas como o
Mulungu, Sabiá, Jurema e outras. Esta formação está quase sempre
associada à caatinga hiperxerófila. Os rios Pacoti e Ceará apresentam
as mais longas várzeas e uma vegetação arbórea em função do solo
fértil, constituindo assim na Floresta Ribeirinha.
• Floresta de Tabuleiro: formação que ocorre em terrenos com inclinação
menor do que 5º que, de acordo com sua composição e fisionomia,
pode-se separar em dois tipos distintos:
- A floresta de Tabuleiro, também chamada Mata ou Floresta
Subcaducifólia, caracterizada por uma vegetação densa, cujos
indivíduos apresentam um porte médio de 6 metros com sub-bosque e
um extrato herbáceo periódico. Apresenta um caráter subdecíduo, ou
seja, parte dos componentes perde as folhas durante o período seco.
São componentes da sua flora: Pau d’arco roxo (Tabebuia
avelhanedae), Caraiba (Tabebuia caraiba), Freijó (Cordia trichotoma),
Cajueiro (Anacardium occidentale) etc.
- Associação Caatinga / Cerrado: Fisionômicamente apresenta-se
semelhante ao cerrado, constituindo-se em um extrato herbáceo de
gramíneas e dicotiledôneas. São representantes, a Lixeira (Curatella
americana), Barbatimão (Styphnodendron coriaceum), Cajuí
(Anacardium microcarpum) etc.
• Dunas: Sem solo e sem vegetação as dunas vivas tendem a deslocar-
se conforme a direção dos ventos. As dunas fixas, localizadas
geralmente a retarguarda das primeiras, devido a um recobrimento
vegetal, são poupadas da violência do vento. Como espécies destas
regiões destacam-se o Coqueiro (Cocos nucifera), Cajueiro
(Anacardium occidentale), aparecendo também Murici (Byrsonima
crassifolia), ciperáceas, leguminosas, gramíneas e compostas.
• Manguezal: Ocorre nas desembocaduras dos rios que estão sob a
influência das marés ou nos reservatórios naturais de água doce onde
se desenvolve uma vegetação característica que normalmente
apresenta raízes pneumatóferas em virtude da elevação periódica das
águas. As principais espécies são: Avicennia germinans, Avicennia
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais...
47
schauerianna, Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa e
Conocarpus erecta (Consórcio Concremat, 1993; Brandão, 1995).
Entretanto, como pode ser observado na Figura 3.1 a região de estudo é
fortemente urbanizada e apresenta somente resquícios de vegetação natural.
3.3.2 – Comunidades bióticas oceânicas
Na plataforma continental do Estado do Ceará encontra-se o plâncton, bentos
e necton. A comunidade planctônica é composta pelo fitoplâncton (organismos
autotróficos que dependem da disponibilidade de luz e nutrientes para o seu
desenvolvimento) e zooplâncton (organismos heterotróficos que se alimentam
basicamente do fitoplâncton). Estão incluídos neste segundo grupo, representantes
de filos diversos, destacando-se, porém a classe Crustácea (Arthropoda), ovos e
larvas de peixes (ictioplâncton) e larvas de outros organismos cujos adultos
participam da atividade pesqueira (ex.: camarões e lagostas).
Já os bentos são compostos por organismos que vivem associados ao fundo,
podendo estar fixos nos substratos duros (esponjas, corais, equinodermas –
estrelas-do-mar), enterrados nos sedimentos (moluscos, anelídeos poliquetas) ou
mesmo locomovendo-se sobre o fundo oceânico (equinodermas, crustáceos).
Espécies como o camarão branco (Penaeidae schimitti), a lagosta verde (Palinuridae
laevicauda), caranguejo uca (Ucides cordatus) etc.
A comunidade nectônica é carcterizada por organismos que apresentam
capacidade natatória bem desenvolvida, podendo efetuar movimentos natatórios de
migração paralelos e perpendiculares à costa. Em função da tridimensionalidade do
meio marinho o necton pode ser pelágico (vivendo na coluna d’água – sardinhas,
serra, cavala, lulas e mamíferos marinhos) ou demersal (nadando próximo ao fundo
– bagres) (Consórcio Concremat, 1993).
Levantamento realizado da macrofauna bentônica identificou um total de 1706
exemplares, com os anelídeos poliquetas representando 58,2% do total, sendo os
moluscos bivalves os mais numerosos e, além destes também os nemátodos. Já o
necton demersal esteve representado por 23 espécies de peixes, dentre as quais se
destacam: manjuba, judeu e o coró-branco (CAGECE, 2002).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 49
4 – METODOLOGIA
4.1 – Metodologia de amostragem e preservação das amostras de sedimentos
de fundo
Foram realizadas duas campanhas em diferentes épocas do ano de 2002.
Uma no verão (estação chuvosa) e outra no inverno (estação seca), que são
caracterizados pela marcante diferença dos índices de pluviosidade, o que pode
acarretar em mudanças nos fluxos de contaminação por fontes difusas,
principalmente pela lixiviação dos solos.
As coletas de sedimentos de fundo costeiro foram feitas através do Barco
Oceanográfico Prof. Martins Filho da Universidade Federal do Ceará (UFC) em 27
estações georeferenciadas (Figura 4.1 e Tabela 4.1), ao longo da costa de Fortaleza
entre o Porto do Mucuripe e a desembocadura do Rio Ceará. Sendo que no ponto
19 não foi possível a coleta do sedimento por presença de um fundo duro, porém a
estação foi mantida para futuras observações.
Os sedimentos foram coletados com um amostrador pontual do tipo Van Veen
e, em seguida colocados em sacos plásticos e mantidos a 4°C até o laboratório onde
foram secos à 60ºC e depois peneirados em malha de 0,6 mm a fim de uniformizar a
granulometria e retirar fragmentos de conchas e grãos maiores. A estocagem final foi
feita em frascos plásticos herméticos, ao abrigo do calor e luz.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 50
FIGURA 4.1 - Pontos de amostragem ao longo da costa
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 51
TABELA 4.1 - Coordenadas dos pontos de amostragem em graus e em UTM.
Posição em graus Posição em UTM
Estações S(lat.) W(long.) X(long.) Y(lat.)
1 03º41'42" 38º32' 30" 550896 9591573
2 03º41' 06" 38º32' 18" 551267 9592678
3 03º40' 06" 38º32' 00" 551823 9594520
4 03º41' 30" 38º33' 12" 549601 9591942
5 03º40'48" 38º32' 54" 550157 9593231
6 03º39' 48" 38º32' 36" 550713 9595073
7 03º41' 12" 38º33' 50" 548429 9592495
8 03º40' 18" 38º33' 36" 548862 9594153
9 03º39' 18" 38º33' 24" 549233 9595995
10 03º38' 18" 38º33' 00" 549974 9597837
11 03º40' 18" 38º34' 30" 547196 9594154
12 03º39' 18" 38º34' 06" 547937 9595996
13 03º40' 12" 38º35' 06" 546086 9594338
14 03º39' 06" 38º34' 48" 546642 9596365
15 03º38' 12" 38º34' 36" 547013 9598022
16 03º42' 08" 38º31' 54" 552006 9590774
17 03º41' 20" 38º31' 42" 552337 9592247
18 03º40' 45" 38º31' 35" 552594 9593322
19 03º42' 20" 38º31' 24" 552931 9590405
20 03º41' 42" 38º31' 12" 553302 9591571
21 03º41' 12" 38º31' 06" 553488 9592493
22 03º40' 36" 38º31' 00" 553674 9593598
23 03º42' 28" 38º30' 33" 554505 9590158
24 03º41' 50" 38º30' 24" 554783 9591325
25 03º42' 50" 38º29' 30" 556447 9589482
26 03º42' 53" 38º28' 54" 557558 9589389
27 03º42' 06" 38º29' 30" 556448 9590833
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 52
4.2 – Metodologia de análise
4.2.1 – Determinação das concentrações dos metais
As concentrações dos metais (Hg, Cu, Cd, Zn, Pb, Al e Fe) foram obtidas a
partir da digestão de 4g de amostra seca (em duplicata), digeridas em erlenmeyers
de 125mL, fechados com dedo frio, contendo 20 mL de aqua régia diluída (50%) em
banho-maria na faixa de 70-80ºC por 2 horas. Essa digestão permite que todo o
metal que esteja na fração trocável, oxidável e carbonática sejam retirados
excetuando-se somente a fração residual (metal associado a silicatos de origem
litogênica que não caracteriza contaminação por atividade antrópica) (Fizman et al.,
1984) e foi utilizada tendo em vista a determinação da contaminação antrópica por
metais da área de estudo.
Os metais foram determinados a partir dos extratos obtidos por
espectrofotometria de absorção atômica de chama, onde a chama para a maioria
dos metais (exceto o Al) foi obtida através da mistura de gás acetileno (combustível)
e ar (oxidante), que chega a uma temperatura máxima de 2300ºC. Para o Al, por ser
capaz de formar óxidos bastante estáveis, dificultando a dissociação em átomos, é
necessário uma chama que produza um ambiente redutor para inibir a formação
destes óxidos, dessa forma utilizou-se à chama com o gás acetileno (combustível) e
óxido nitroso (oxidante), que além de produzir uma chama de alta temperatura
(2950ºC), apresenta uma baixa concentração de oxigênio livre.
As leituras dos teores dos metais em absorvância foram feitas através do
equipamento modelo AA-6200 da Schimadzu, utilizando-se para a calibração do
equipamento soluções padrões dos respectivos metais analisados.
No caso da determinação do mercúrio, foram adicionados 2,0 mL de cloreto
estanoso à alíquota de extrato ácido, para redução de todo Hg iônico presente no
extrato na forma de Hg
0
(v)
. O vapor gerado foi carreado por um fluxo de ar para uma
célula de leitura de um espectrofotômetro de absorção atômica, Bacharah Model
2500 dedicado à determinação de Hg (Marins et al.,1998).
As concentrações finais dos metais nas amostras foram obtidas através das
equações das curvas de calibração corrigidas pelos fatores de diluição dos extratos,
quando necessário e pelo volume do extrato. Em seguida, a concentração do metal
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 53
por volume do extrato foi transformada em unidade de massa dividindo-se a
concentração em volume pela massa de sedimento analisado.
O teor do metal [ Me ] analisado é dado pela seguinte expressão:
[ Me ] = ( C x V x f ) / m
onde:
C = concentração em µg/mL obtida através da curva de calibração do metal
V = volume total do extrato
F = fator de diluição do extrato original, quando necessário
m = massa do sedimento
Vale ainda ressaltar que os resultados além de terem sido feitos em duplicata
tiveram como critério de aceite o desvio da média inferior a 10%. Por sua vez o
equipamento aspira e lê cada amostra analisada no mínimo três vezes e, foram
feitas leituras do branco a cada dez amostras.
O limite de detecção dos espectrofotômetros de absorção atômica foram
calculados a partir do EPADYX das curvas de calibração, onde o valor encontrado
para o EPADYX é multiplicado por três e inserido na equação da curva dando o
resultado em massa por volume. Tais valores são apresentados na Tabela 4.2.
TABELA 4.2 – Valores dos limites de detecção dos espectrofotômetros de absorção
atômica para cada metal analisado.
Metais analisados Limite de detecção
Fe
0,0622 µg/mL
Al
1,0147 µg/mL
Zn
0,1054µg/mL
Cu
0,0721µg/mL
Pb
0,3124 µg/mL
Cd
0,0249 µg/mL
Hg 0,0554 ng/mL
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 54
4.2.2 – Determinação do teor de matéria orgânica
Por ser um importante carreador geoquímico de metais, foram determinados
os teores de matéria orgânica nas amostras coletadas para uma posterior correlação
entre estes teores e os metais estudados utilizando o programa CORREL que
encontra o coeficiente r (momento-produto de Pearson), medida do grau de relação
entre pares de elementos: valores próximos de +1 ou -1, indicam perfeito
relacionamento direto ou inverso, e valores próximos de 0(zero) atestam completa
independência entre eles. Tal programa também foi utilizado para correlações entre
os metais estudados.
Em laboratório, o teor de matéria orgânica total foi obtido através do método
gravimétrico, a partir da combustão de 2g do sedimento previamente seco em forno
mufla (em duplicata) à 450ºC por 24 horas (Loring & Rantala, 1992). O resultado foi
obtido em percentual, através da relação entre a massa do sedimento (equivalente a
100%) e a massa perdida após a calcinação, que representa a matéria orgânica (%)
volatilizada na forma de CO
2
.
O teor de matéria orgânica [ MO ] analisada é dada pela seguinte expressão:
[ MO ] = (m
c
x 100) / m
s
onde:
m
c
= massa perdida após a calcinação
m
s
= massa do sedimento
4.2.3 – Determinação do teor de carbonato
Os teores de carbonatos foram obtidos a partir da metodologia de Loring &
Rantala (1992), onde se utiliza 2g do sedimento previamente seco que é introduzido
em um sistema composto por um erlenmeyer contendo um tubo de ensaio, na sua
parte interna, com 5mL de HCl (4N). O frasco é tampado por uma rolha com um
orifício central onde é colocado um tubo de vidro preenchido com cloreto de cálcio e
lã de vidro em suas extremidades. A função do cloreto de cálcio é impedir a entrada
de vapor d’água no sistema, ao mesmo tempo que permite a evolução do CO
2
gerado durante a análise.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 55
O sistema é pesado antes e após o procedimento de digestão dos carbonatos
pelo HCl, sendo o teor de carbonatos determinado gravimetricamente através da
equação abaixo:
Carbonato ( % ) = ((( P
a
- P
b
/ Q ) x 0,1 ) / m ) x 100
onde:
P
a
= Perda de massa da amostra
P
b
= Perda de massa do branco
Q = Perda de massa do padrão
m = massa da amostra
A = Erlenmeyer
B = Rolha adaptada com um tubo de vidro
preenchido com CaCl
2
C = Segundo tubo de vidro ligado ao tubo B
por um tubo plástico.
D = Tubo de ensaio preenchido com HCl
(4N)
FIGURA 4.2 - Sistema para análise do carbonato
4.3 – Validação da metodologia empregada para determinação de metais em
sedimentos costeiros
A metodologia analítica de digestão e detecção analítica de metais em
sedimentos foi validada através da análise do padrão de referência de sedimento
estuarino NIST (National Institute of Standards & Technology) 1646a, com valores
certificados para: Fe = 2,008 ± 0,039 %; Al = 2,297 ± 0,018 %; Cd = 0,148 ± 0,007
mg.Kg
-1
; Cu = 10,01 ± 0,34 mg.Kg
-1
; Pb = 11,7 ± 1,2 mg.Kg
-1
e Zn = 48,9 ± 1,6
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 56
mg.Kg
-1
. Para o Hg o valor do NIST, 40 ng.g
-1
, não é certificado, somente
referendado.
A metodologia de análise do padrão de referência foi igual a das amostras,
diferenciando-se apenas na massa utilizada, que foi de 1g, tendo-se em vista os
altos teores dos metais no padrão comparados às amostras deste estudo.
Para a análise dos teores de carbonato utilizou-se um sal P.A. de CaCO
3
com
grau de pureza de 99,9%, onde em 0,1000g do sal 0,0440g é constituído de CO
2
obtido após a digestão.
4.4 – Partição geoquímica dos metais Hg, Cd, Cu, Pb e Zn
A concentração total de contaminantes no meio aquático fornece pouca
informação sobre o potencial deletério desta contaminação, pois não gera cenários
sobre a disponibilidade dos contaminantes para a biota, ou sobre processos que
podem mobilizar estas substâncias, tais como dragagens e mudanças físico-
químicas do meio. Assim, é importante distinguir espécies físico-químicas dos
contaminantes em estudos ambientais (Förstner, 1989).
A especiação química quando relacionada a grupos de substâncias, ou
formas de estruturas químicas não estequiometricamente definidas tem sido
denominada como partição geoquímica do contaminante.
No caso de metais, a partição geoquímica envolve operacionalmente o uso de
extrações simples ou seqüenciais do metal de interesse por reagentes específicos
(Förstner, 1989; Davidson et al., 1994) que liberam espécies metálicas associadas
com fases sedimentares específicas. Um grande número de métodos de extração
seqüencial têm sido relatado na literatura, vários destes são métodos derivados do
procedimento de Tessier et al. (1979).
Neste estudo utilizou-se inicialmente a metodologia de Lechler et al. (1997)
para a determinação da partição geoquímica de mercúrio visando obter os teores
nas fases redutível e oxidável, por exemplo, com as quais o elemento está
associado no sedimento. Entretanto, esta metodologia não se mostrou aplicável aos
sedimentos em estudo devido aos baixos teores encontrados de Hg e outros metais.
Dessa forma a metodologia de extração seqüencial foi descartada e a
partição geoquímica dos metais Hg, Cu, Cd, Pb e Zn passou a ser avaliada através
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 57
das correlações estatísticas destes metais com importantes carreadores
geoquímicos (Salomons & Stigliani, 1995).
4.5 – Determinação dos metais no material em suspensão
No segundo semestre de 2003 foi realizado uma campanha para coleta de
água superficial nos pontos de amostragem 02, 06, 07, 08 e 10, para a determinação
da distribuição geoquímica dos metais (Al, Cd, Cu, Pb e Zn) no material em
suspensão (M.S.). As amostras foram filtradas em Millipore AP40, previamente
secos, por doze horas a 60° C, e pesados em balança analítica antes e após a
filtração das amostras para a obtenção do peso do M.S. Em seguida, os filtros foram
digeridos com água régia da mesma forma que os sedimentos sendo que o volume
de extrato utilizado foi de 10 mL.
4.6 – Tratamento estatístico dos dados
Os resultados das análises foram comparados estatisticamente para
avaliação da influência sazonal, período de chuva e seca, sobre os teores de metais
em sedimentos, para isto obteve-se as médias e variâncias de cada parâmetro
analisado nos seus respectivos períodos e comparada a igualdade entre elas
(hipótese H
0
).
Tal comparação foi feita aplicando-se o Teste F, ou seja, calculou-se a razão
entre as variâncias das duas populações e em seguida comparou-se o resultado
com os encontrados na tabela F. A fim de que seja determinada a igualdade das
médias das populações analisadas, aplicou-se o Teste T e seu resultado foi
comparado com os valores encontrados na tabela de Student (Liteanu & Rica,
1980).
O critério utilizado foi de que quando o valor de t calculado fosse menor que o
tabelado, a dispersão dos valores seria considerada dentro dos limites de erros
randômicos, isto é, não haveria significância na diferença, com probabilidade acima
de 5%, entre as duas precisões e as médias dos resultados dos parâmetros
determinados nos dois períodos amostrais.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 58
Assim, neste caso, foi utilizado um valor médio daquele parâmetro para cada
um dos pontos de amostragem (Liteanu & Rica, 1980) para as demais avaliações
geoquímicas feitas neste estudo.
4.7 – Inventário de metais emitidos através do emissário submarino de
Fortaleza
A partir da vazão média do ESF que é de 1,4 m
3
.s
-1
, foi determinada a vazão
média anual em litros (transformou-se as unidades: 1,4m
3
x 1000 = 1400dm
3
=
1400L ; 1 ano = 31536000 s) de 4,4 x 10
10
L . ano
-1
para o ESF.
Conhecidas as concentrações de metais emitidas para águas através de
esgotos domésticos (Nriagu & Pacyna, 1988) em mg.L
-1
obteve-se a vazão média
anual destes metais emitidos pelo ESF e finalmente converteu-se os resultados para
obtenção dos valores em ton. ano
-1
.
Os fatores de emissão de metais emitidos pelo ESF foram comparados a
outros resultados na literatura.
4.8 – Programa e modo de plotagem dos resultados de metais em sedimentos
da costa da RMF
Partindo dos pontos de coleta, georeferenciados em coordenadas UTM
(Universal Transvesor Mercator) por GPS modelo III Plus Garmin com DATUM WGS
84, processou-se os pontos amostrados no programa ArcView GIS 2.3 gerando um
mapa de localização
Com os teores dos metais analisados neste estudo gerou-se mapas de
isoteores para cada metal, usando o mesmo programa (ArcView GIS 2.3) que
trabalha com as variáveis x,y e z, onde x, y são as coordenadas UTM e z os teores
para cada metal analisado para discriminar a distribuição espacial dos diferentes
metais analisados ao longo da costa da RMF.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 59
4.9 – Fator de enriquecimento dos metais Hg, Cu, Cd, Zn e Pb na região
costeira de RMF
A partir dos teores dos metais determinados nos sedimentos de fundo foram
determinados os teores de enriquecimento dos metais na costa da RMF,
considerando-se a seguinte equação e, o alumínio como elemento indicador da
contribuição litogênica, tendo em vista a sua baixa mobilidade geoquímica.
Fe = [ m
x
/ m
i
] / [ m
refx
/ m
refi
]
onde:
m
x
= concentração do metal no sedimento de fundo da RMF
m
i
= concentração do alumínio no sedimento de fundo da RMF
m
refx
= concentração do metal no folhelho médio
m
refi
= concentração do alumínio no folhelho médio
A utilização do folhelho é devido a sua abundância, visto que é a rocha
sedimentar predominante na crosta terrestre. É uma rocha composta por silte, argila
e matéria orgânica lamosa, apresentando aspecto estratificado.
A concentração de cada metal no folhelho médio é observada na Tabela 4.3.
TABELA 4.3 – Composição elementar do folhelho médio (adaptado de Salomons &
Föstner, 1984)
Metais analisados
Folhelho médio ( µg.g
-1
)
Fe 4,7%
Al 8,0%
Zn 95
Cu 45
Pb 20
Cd 0,22
Hg 0,18
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 60
5 – RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 – Validação da metodologia empregada para determinação de metais em
sedimentos costeiros
A Tabela 5.1 apresenta os valores obtidos na análise dos padrões, apenas o
Hg não foi comparado com o padrão NIST que tem um valor não certificado para
este elemento.
A recuperação dos metais mostrou-se próximo do valor certificado, exceto
para o Al que tem grande quantidade ligado à fase mineral do sedimento que não é
possível de ser extraído com a metodologia utilizada que é apenas para os metais
incorporados ao sedimento por atividades antrópicas e que podem ser
disponibilizados para o ambiente por pequenas alterações na geoquímica dos
sedimentos (Jesus et al., 2004). Uma extração total com ácido fluorídrico e/ou fusão
alcalina provavelmente extrairia todo o Al, mas isto não acrescentaria informações
relevantes para este estudo.
Para a recuperação do carbonato utilizou-se um sal P.A. de CaCO
3
com grau
de pureza de 99,9%.
TABELA 5.1 – Resultados da análise dos padrões de referência – NIST 1646a
(sedimentos estuarinos)
Padrão n Valor certificado Valor obtido
Cu 2
10,01 ± 0,34 8,52 ± 0,08
Cd 2
0,148 ± 0,007 0,13 ± 0,01
Fe 4
2,008 ± 0,039 1,67 ± 0,01
Al 2
2,297 ± 0,018 0,68 ± 0,08
Pb 2
11,7 ± 1,2 12,06 ± 0,58
Zn 4
48,9 ± 1,6 43,84 ± 6,6
Carbonato 10 0,044
0,040 ± 0,005
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 61
Dessa forma, a metodologia empregada para a determinação de metais, em
sedimentos costeiros de origem predominantemente não litogênica, mostrou ser
eficiente recuperando de 83 a 106% os valores certificados no padrão NIST 1646a.
5.2 – Determinação da variabilidade amostral dos parâmetros geoquímicos
entre os períodos de chuva e seca
A amostragem realizada nos 26 pontos de coleta foi feita em duas épocas
distintas do ano de 2002, uma no período de chuvas, mais precisamente no começo
de maio, e outra no período de seca, no mês de outubro, como mencionado
anteriormente.
Para determinar a diferença entre os valores por parâmetro num mesmo
período e nas médias dos parâmetros analisados na região nestes dois períodos de
diferença não só pluviométrica, mas também de evaporação, velocidade dos ventos,
fluxo dos rios, lixiviação do solo, aplicou-se à estatística, com um intervalo de
confiança de 95%, dos Testes F e T (Tabelas 5.2 e 5.3).
TABELA 5.2 – Teste de igualdade de variância
ν
1
ν
2
F
calculado
F
tabelado
Hipótese H
0
Matéria orgânica 25 25 1,26 1,95 Aceita
Ferro 25 25 1,45 1,95 Aceita
Alumínio 25 25 1,08 1,95 Aceita
Mercúrio 25 25 3,60 1,95 Rejeitada
Cobre 25 25 1,64 1,95 Aceita
Cádmio 25 25 1,16 1,95 Aceita
Zinco 25 25 1,04 1,95 Aceita
Chumbo 25 25 1,24 1,95 Aceita
Carbonato 25 25 1,20 1,95 Aceita
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 62
1. n = número de observações na amostra.
2. ν
1
= n
1
– 1 (grau de liberdade da população 1)
3. ν
2
= n
2
– 1 (grau de liberdade da população 2)
4. F
calc.
= s
2
1
/ s
2
2
(variância maior sobre a menor)
5. F
tab.
= (α / 2 ; ν
1;
ν
2
)
6. Aceita-se a hipótese H
0
se: F
calc.
< F
tab.
TABELA 5.3 – Teste t de Student (igualdade entre médias)
ν
T
calculado
T
tabelado
Hipótese H
0
Matéria orgânica 50 0,80 2,01 Aceita
Ferro 50 2,64 2,01 Rejeitada
Alumínio 50 0,95 2,01 Aceita
Mercúrio 50 0,34 2,01 Aceita
Cobre 50 1,25 2,01 Aceita
Cádmio 50 1,88 2,01 Aceita
Zinco 50 0,92 2,01 Aceita
Chumbo 50 0,11 2,01 Aceita
Carbonato 50 0,83 2,01 Aceita
1. n = número de observações na amostra.
2. ν = (n
1
+ n
2
) – 2 (grau de liberdade)
3. T
calc.
= (X
1
– X
2
) / {Sp x √ [(1 / n
1
) + (1 / n
2
)] }
4. T
tab.
= (α / 2 ; ν)
5. Aceita-se a hipótese H
0
se: |T
calc.
| < T
tab.
Como a hipótese testada (H
0
) foi aceita para a maioria dos parâmetros,
exceto para o Fe, conclui-se que há igualdade entre as médias dos parâmetros
analisados na região (x
1
= x
2
) durante os dois períodos do ano (chuva e seca). Isto
indica a não variação sazonal destes parâmetros, exceto o caso do Fe que mostrou
sofrer influências com a época de amostragem. Uma vez que mudanças como
variação de pH e E
h
determinam as taxas de precipitação dos óxidos de ferro
(Turner, 2000), muito provavelmente estas variações existentes entre os teores nas
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 63
duas campanhas se deve a estas alterações hidroquímicas que ocorrem de acordo
com o período de seca e chuva (CAGECE, 2002).
No caso do Hg através do teste F foi observado que a variabilidade entre os
diferentes pontos é estatisticamente significativa, mostrando que a fonte de Hg é
diferenciada para os vários pontos amostrados. Entretanto, através do teste t de
Student, ficou demonstrado que estas fontes não são estatisticamente diferenciadas
nas estações de seca e chuva.
Assim, optou-se por trabalhar com a média dos parâmetros analisados nos
dois períodos do ano por ponto de coleta, exceto Fe.
5.3 – Distribuição dos teores de Matéria Orgânica e Carbonatos nos
sedimentos de fundo ao longo da costa da RMF
Os teores de matéria orgânica (MO) variaram de 0,86% a 5,50% (Tabela 5.4),
tendo o seu máximo localizado no ponto 21. Além deste ponto se destacam os
pontos da região portuária (25, 26 e 27) e os pontos 16 e 17.
TABELA 5.4 –Teores médios de MO (%) nos pontos de amostragem, durante os
dois períodos do ano, com desvio padrão da média (DPM) para n=4.
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
1 1,28 40 14 1,05 10
2 1,53 22 15 1,61 63
3 1,06 27 16 3,09 13
4 1,43 69 17 3,34 45
5 1,15 16 18 1,23 31
6 0,86 39 20 1,30 39
7 2,80 29 21 5,50 17
8 1,38 04 22 1,10 08
9 0,88 02 23 1,33 33
10 1,48 29 24 1,14 16
11 1,48 13 25 3,35 08
12 1,85 06 26 5,23 84
13 1,12 40 27 4,86 92
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 64
Já os teores de carbonatos variaram de 7,46% a 45,59% (Tabela 5.5), tendo o
seu máximo localizado no ponto 08. Além deste ponto se destacam os pontos de
influência do emissário submarino de Fortaleza (04, 06, 07 e 10) e o ponto 17.
TABELA 5.5 –Teores médios de Carbonatos (%) nos pontos de amostragem,
durante os dois períodos do ano, com desvio padrão da média (DPM) para n=4.
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
1 13,09 13 14 10,58 42
2 14,62 63 15 23,11 36
3 25,10 61 16 11,97 25
4 33,68 95 17 41,70 87
5 27,03 74 18 9,83 10
6 34,67 12 20 11,21 55
7 32,05 54 21 13,04 41
8 45,59 06 22 22,19 75
9 25,19 37 23 8,38 04
10 31,21 80 24 7,46 59
11 13,14 27 25 16,13 48
12 20,10 42 26 24,80 102
13 14,93 71 27 25,80 111
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 65
5.4 – Distribuição dos metais nos sedimentos de fundo ao longo da costa da
RMF
5.4.1 – Distribuição do mercúrio nos sedimentos de fundo ao longo da costa da
RMF
Os teores de Hg na fração 0,6 mm dos sedimentos encontrados na costa da
RMF variaram de 0,72 ng.g
-1
a 17,54 ng.g
-1
(Tabela 5.6), tendo o seu máximo
localizado no ponto correspondente a saída do ESF (ponto 02). Neste ponto o teor
de Hg foi um pouco superior ao background geoquímico para a costa Leste
brasileira, que equivale a 15ng.g
-1
para a fração 63 µm(Marins et al., 2004).
TABELA 5.6 –Teores médios de Hg (ng.g
-1
) nos pontos de amostragem, durante os
dois períodos do ano, com desvio padrão da média (DPM) para n=4.
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
1 1,08 36 14 2,95 4
2 17,54 77 15 1,73 55
3 0,87 24 16 1,42 50
4 1,40 90 17 2,18 40
5 2,01 17 18 1,54 3
6 0,97 67 20 1,48 10
7 1,71 29 21 6,49 57
8 1,50 46 22 0,72 1
9 0,86 10 23 3,20 50
10 1,08 9 24 0,97 104
11 7,13 51 25 1,82 51
12 2,40 11 26 5,15 85
13 3,23 30 27 5,50 123
Outros pontos de destaque estão na área do porto (ponto 27) e à frente da foz
do Rio Ceará (pontos 11 e 13), denotando a influência do aporte fluvial deste rio
quanto às emissões de mercúrio pra a região estudada (Figura 5.1).
Os pontos que apresentaram teores máximos estavam a cerca de 3,6 Km da
linha de costa.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 66
FIGURA 5.1 – Distribuição de Hg, em ng.g
-1
, nos sedimentos de fundo ao longo da costa da RMF.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 67
Recentemente foi avaliada a contaminação por mercúrio do material
particulado de esgotos industriais, domésticos e do esgotamento central da cidade
de Rio Grande (RS), onde a faixa de concentração de Hg no material particulado
desses efluentes variou de 0,12 a 21,14 mg.Kg
-1
(Mirlean et al., 2003). Os maiores
valores encontrados por estes autores corresponderam ao efluente do esgotamento
central da cidade de Rio Grande, comprovando que o esgotamento doméstico e
urbano contêm concentrações significativas de mercúrio.
Esse elemento também demonstrou ser um eficiente Proxy da qualidade
ambiental de região costeira brasileira que se estende da foz do delta do Parnaíba
(fronteira entre os estados do Ceará e Piauí) à região estuarina da Lagoa dos Patos,
visto que no Brasil não são conhecidas regiões de mineralização de mercúrio, com
exceção de uma pequena área próxima a Ouro Preto, o que impossibilita a
disponibilidade deste metal para a costa pela ação do intemperismo das rochas
(Marins et al., 2004).
Comparando os resultados obtidos neste estudo com os da região sudeste do
Brasil (Tabela 5.7), levando-se em consideração a diferença granulométrica,
observa-se que a contaminação da região estudada é ainda de baixo grau, o que
corrobora os resultados obtidos por Marins et al. (2004) que calcularam para esta
região um índice de geoacumulação igual a 2, isto é, um ponto acima do índice que
áreas costeiras remotas apresentam na costa brasileira, do nordeste a sul do País.
TABELA 5.7 – Resultados de mercúrio em sedimentos superficiais.
Local amostrado
Teor de Hg
(ng.g
-1
)
Fração analisada
do sedimento
Referências
Costa da RMF 0,72 a 17,54 < 0,6 mm
Este estudo
Rio Ceará-Maranguapinho 1 a 45
63
µ
m
Vaisman, 2003
Rio Ceará 21 a 40
63
µ
m
Vaisman, 2003
Rio Pacoti (CE) 5
63
µ
m
Vaisman, 2003
Rio Cocó (CE) 48
63
µ
m
Vaisman, 2003
Rio Jaguaribe (CE) 10
63
µ
m
Vaisman, 2003
Baía de Sepetiba (RJ) 17 a 163 Total
Marins et al., 1999
Lagoa dos Patos (RS) 20 a 1784 Total
Mirlean et al., 2003
Baía de Santos (SP) 67 -
UNEP, 2000
Baía do Espírito Santo
(ES)
< 20
63
µ
m
Jesus et al., 2004
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 68
5.4.1.1 – Extração seqüencial seletiva do mercúrio
A análise da extração seqüencial seletiva não gerou resultados mensuráveis
pela metodologia de detecção de mercúrio utilizada (absorção atômica utilizando-se
da técnica de vapor frio), visto que as concentrações são muito baixas na costa de
Fortaleza. Assim, optou-se em fazer correlações de todos os metais com
carreadores geoquímicos (Salomons & Stigliani, 1995), ao invés das suas partições
em frações geoquímicas obtidas tradicionalmente por extração seletiva.
O uso destas correlações tem-se mostrado efetiva em áreas onde os teores
de metais em sedimentos são baixos (ppb) (Marins, 1998).
5.4.2 – Distribuição do cobre nos sedimentos de fundo ao longo da costa da
RMF
Os teores de Cu na fração 0,6 mm dos sedimentos variaram de 0,32 a 4,64
µg.g
-1
(Tabela 5.8), tendo os máximos localizados na região portuária (pontos 26 e
27) e próximos a linha de costa (ponto 07).
TABELA 5.8 – Teores médios de Cu (µg.g
-1
) nos pontos de amostragem, durante os
dois períodos do ano, com desvio padrão da média (DPM) para n=4.
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
1 0,70 7 14 0,52 71
2 1,39 44 15 0,84 55
3 0,32 34 16 1,75 33
4 0,49 80 17 2,30 39
5 0,62 5 18 0,69 68
6 0,28 54 20 0,55 76
7 3,40 67 21 4,64 45
8 0,71 19 22 0,55 59
9 0,46 33 23 0,72 86
10 0,43 91 24 0,49 104
11 0,66 21 25 2,39 46
12 0,92 10 26 4,61 117
13 0,73 13 27 4,59 97
Observa-se através das linhas de isoteores e dos pontos de teores máximos
que as estações 21, 26 e 27 estão num mesmo alinhamento, que segue a dispersão
dos materiais pela deriva litorânea na região (Figuras 3.2 e 4.1) a partir da região
portuária, ocasionando a diminuição dos teores do metal em pontos mais distantes
da costa como nos pontos 10, 14, 15, por exemplo.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 69
FIGURA 5.2 – Distribuição de Cu, em µg.g
-1
, nos sedimentos de fundo ao longo da costa da RMF.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 70
A caracterização da região portuária como fonte de cobre corrobora estudos
feitos em outros portos (He & Morrison, 2001; Hatje et al., 2003; Muniz et al., 2004),
porém mesmo nesta região os teores de Cu são considerados baixos quando
comparados com regiões mais desenvolvidas industrialmente, considerada a
diferença granulométrica entre este estudo e os relatados na literatura (Tabela 5.9).
TABELA 5.9 – Resultados de cobre em sedimentos superficiais.
Local amostrado
Teor de Cu (µg.g
-1
)
Referências
Costa da RMF (CE) 0,32 a 4,64 Este estudo
Rio Maranguapinho (CE) 5 a 37** Frizzo, 1997
Rio Capivari (RJ)* 4 a 29** De Paula & Mozeto, 2001
Lagoa dos Patos (RS) 0,8 a 200** Baisch et al., 1988
Baía do Espírito Santo (ES) 5 a 17** Jesus et al., 2004
Zona costeira de Montevidéu 1,3 a 4,0** Moyano et al., 1993
Porto de Montevidéu (URU)
89 ± 25**
Muniz et al., 2004
Bahía Blanca (ARG) 7,3** Villa, 1988
*ambiente não impactado ** teores na fração 63 µm
5.4.3 – Distribuição do Cádmio nos sedimentos de fundo ao longo da costa da
RMF
Os teores de Cd na fração 0,6 mm dos sedimentos variaram de 0,13 a 0,77
µg.g
-1
(Tabela 5.10), sendo observados os máximos nos pontos 7, 16 e 25. É
interessante observar-se que estes pontos estão alinhados próximo a linha de costa,
a cerca de 2,0 Km, porém deve-se ressaltar que não há grandes diferenças entre os
teores encontrados nos diferentes pontos amostrados (Figura 5.3).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 71
TABELA 5.10 – Valores médios de Cd (µg.g
-1
) nos pontos de amostragem, durante
os dois períodos, do ano com desvio padrão da média (DPM) para n=4.
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
1 0,49 33 14 0,26 18
2 0,28 23 15 0,31 49
3 0,27 16 16 0,72 11
4 0,41 45 17 0,53 16
5 0,29 0 18 0,22 47
6 0,15 53 20 0,13 59
7 0,77 7 21 0,43 13
8 0,26 26 22 0,22 15
9 0,16 28 23 0,20 68
10 0,25 72 24 0,21 2
11 0,28 40 25 0,64 6
12 0,39 21 26 0,56 58
13 0,23 29 27 0,47 42
Os teores máximos de Cd encontrados, próximos à linha de costa,
provavelmente estão associados a emissões de Cd pelo runoff urbano (material
lixiviado das áreas urbanas para o oceano pelas águas das chuvas).
Davis et al., 2001 estimou concentrações próximas a 12 µg/L de Cd originado
por diferentes fontes difusas, tais como construções (material de ferro e telhados)
que contribuem com 26% do Cd emitido e os automóveis (lonas de freio, pneu e
vazamentos de óleo) que contribuem com 15% do Cd emitido pelo runoff urbano.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 72
FIGURA 5.3 – Distribuição de Cd, em µg.g
-1
, nos sedimentos de fundo ao longo da costa da RMF.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 73
Os teores de Cd na costa da RMF são considerados baixos quando
comparados com aqueles de regiões mais desenvolvidas industrialmente (Tabela
5.11), observada a diferença granulométrica das amostras avaliadas nestes estudos.
TABELA 5.11 – Resultados de cádmio em sedimentos superficiais.
Local amostrado
Teor de Cd (µg.g
-1
)
Referências
Costa da RMF (CE) 0,13 a 0,77 Este estudo
Rio Maranguapinho (CE) 0,6* Frizzo, 1997
Lagoa dos Patos (RS) 0,1 a 20* Baisch et al., 1988
Zona costeira de Montevidéu 41 a 213* Moyano et al., 1993
Porto de Montevidéu (URU) 1,4* Muniz et al., 2004
Bahía Blanca (ARG) 0,44* Villa, 1988
* teores na fração 63 µm
5.4.4 – Distribuição do chumbo nos sedimentos de fundo ao longo da costa da
RMF
Os teores de Pb nos sedimentos variaram de 3,29 a 13,00 µg.g
-1
(Tabela
5.12), sendo a maior concentração no ponto 07. Além deste ponto, destacam-se os
pontos próximos à costa onde há distribuição de teores mais elevados desde a
região portuária até a foz do Rio Ceará (Figura 5.4). A distância desta área de
distribuição de teores mais elevados alcançam distâncias de até 4,6 Km da linha de
costa.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 74
TABELA 5.12 –Teores médios de Pb (µg.g
-1
) nos pontos de amostragem, durante
os dois períodos do ano, com desvio padrão da média (DPM) para n=4.
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
1 7,12 15 14 4,81 24
2 5,46 7 15 4,84 48
3 3,98 8 16 9,05 1
4 5,94 54 17 8,52 8
5 5,74 9 18 5,91 2
6 3,29 15 20 3,70 26
7 13,00 15 21 9,42 13
8 5,85 2 22 3,97 1
9 3,32 17 23 4,97 19
10 4,80 14 24 3,84 7
11 6,52 3 25 10,01 6
12 7,15 9 26 10,32 54
13 5,70 1 27 10,89 67
A distribuição dos teores mais elevados de Pb a partir da linha de costa em
direção ao oceano aberto corrobora avaliações das emissões de Pb pelo runoff
urbano, devido a diferentes origens difusas. Entre estas fontes, destacam-se as
construções (material de ferro e telhados), que podem contribuir com 80% do Pb
emitido e o desgaste ocasionado por automóveis (lonas de freio, pneu e vazamentos
de óleo) que podem contribuir com 2% do Pb emitido através do runoff urbano
(Davis et al., 2001).
Estas contribuições podem totalizar teores de Pb na ordem de 5 a 200 µg/L
nos efluentes da lixiviação dos solos urbanos (Davis et al., 2001).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 75
FIGURA 5.4 – Distribuição de Pb, em µg.g
-1
, nos sedimentos de fundo ao longo da costa da RMF.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 76
Os teores de Pb na costa da RMF são considerados baixos quando
comparados com aqueles de regiões mais desenvolvidas industrialmente (Tabela
5.13), sendo o valor máximo similar ao valor mínimo encontrado em ambiente não
impactado da região sudeste do Brasil, ressaltada a diferença granulométrica
adotada nos diferentes estudos.
TABELA 5.13 – Resultados de chumbo em sedimentos superficiais.
Local amostrado
Teor de Pb (µg.g
-1
)
Referências
Costa da RMF (CE) 3,29 a 13 Este estudo
Rio Maranguapinho (CE) 4 a 22** Frizzo, 1997
Rio Capivari (RJ)* 13 a 53** De Paula & Mozeto, 2001
Linha de Costa (RJ) 10 a 83** Lacerda et al., 1982
Lagoa dos Patos (RS) 8 a 267** Baisch et al., 1988
Baía do Espírito Santo (ES) 6 a 13** Jesus et al., 2004
Zona costeira de Montevidéu 40 a 148** Moyano et al., 1993
Porto de Montevidéu (URU)
85 ± 31**
Muniz et al., 2004
Bahía Blanca (ARG) 17** Villa, 1988
* ambiente não impactado ** teores na fração 63 µm
5.4.5 – Distribuição de Zinco nos sedimentos de fundo ao longo da costa da
RMF
Os teores de Zn nos sedimentos variaram de 1,81 a 18,64 µg.g
-1
(Tabela
5.14), sendo observadas as maiores concentrações na região portuária (pontos 25,
26 e 27), além de valores destacáveis próximos a linha de costa desde a região do
porto até a foz do Rio Ceará, seguindo o sentido da deriva litorânea a cerca de 3,6
Km da linha de costa.
Por outro lado, os pontos 3, 6, 9 e 22 destacam-se dos demais por seus
valores extremamente baixos. Estes pontos estão localizados a cerca de 5,2 Km da
linha de costa denotando que a contribuição continental se limita até esta região.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 77
TABELA 5.14 – Teores médios de Zn (µg.g
-1
) nos pontos de amostragem, durante
os dois períodos do ano, com desvio padrão da média (DPM) para n=4.
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
1 7,14 26 14 6,83 49
2 11,76 11 15 6,33 75
3 2,73 37 16 10,64 13
4 5,97 85 17 14,85 25
5 10,50 4 18 7,92 15
6 1,81 29 20 4,21 66
7 7,96 3 21 18,64 8
8 10,32 15 22 3,28 37
9 1,95 4 23 5,62 67
10 5,68 36 24 4,68 14
11 9,21 28 25 15,91 9
12 9,15 11 26 17,91 72
13 10,80 7 27 18,19 73
Os teores de Zn encontrados na costa da RMF são provavelmente devido a
emissões de Zn pelo runoff urbano e às atividades portuárias. Teores de 20-5000
µg/L de Zn são estimados de serem emitidos por diferentes fontes difusas em áreas
urbanas. Podem contribuir com essas emissões de Zn pelo runoff urbano as
construções (material de ferro e telhados), com 65%, e os automóveis (lonas de
freio, pneu e vazamentos de óleo) com 29% (Davis et al., 2001).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 78
FIGURA 5.5 – Distribuição de Zn, em µg.g
-1
, nos sedimentos de fundo ao longo da costa da RMF.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 79
Os teores de Zn na costa da RMF são considerados baixos quando
comparados com aqueles de regiões mais desenvolvidas industrialmente (Tabela
5.15) tendo o seu valor máximo na mesma ordem de grandeza dos valores mínimos
de ambientes não impactados da região sudeste do Brasil, ressaltada a diferença
granulométrica dos estudos.
TABELA 5.15 – Resultados de zinco em sedimentos superficiais.
Local amostrado
Teor de Zn (µg.g
-1
)
Referências
Costa da RMF (CE) 1,81 a 18,64 Este estudo
Rio Maranguapinho (CE) 12 a 116** Frizzo, 1997
Rio Capivari (RJ)* 24 a 142** De Paula & Mozeto, 2001
Linha de Costa (RJ) 14 a 795** Lacerda et al., 1982
Lagoa dos Patos (RS) 20 a 214** Baisch et al., 1988
Baía do Espírito Santo (ES) 27 a 75** Jesus et al., 2004
Zona costeira de Montevidéu 2,4 a 105** Moyano et al., 1993
Porto de Montevidéu (URU)
312 ± 102**
Muniz et al., 2004
Bahía Blanca (ARG) 35,5** Villa, 1988
* ambiente não impactado ** teores na fração 63 µm
5.4.6 – Distribuição de Alumínio nos sedimentos de fundo ao longo da costa da
RMF
Os teores de Al nos sedimentos variaram de 0,78 a 9,12 mg.g
-1
(Tabela 5.16),
sendo os valores máximos próximos a região portuária (pontos 25, 26 e 27),
decrescendo em direção ao oceano aberto (pontos 17 e 21) no sentido da deriva
litorânea (Figura 5.6).
O comportamento do alumínio possivelmente espelha a química e petrologia
do aporte fluvial (Sistema Papicu-Maceió) bem como de toda a drenagem que flui
para esta região, inclusive o runoff da região portuária, como podemos observar
pelas plumas de dispersão na Figura 4.1, anteriormente apresentada. Uma vez que
a variabilidade dos elementos menores é principalmente governada pelas mudanças
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 80
no suprimento litogênico tanto quanto pelas distâncias das áreas fontes através da
diluição com sílica e carbonatos (Salomons & Förstner, 1984), é muito provável que
estes pontos de teores máximos de alumínio sejam de características
predominantemente mais clástica que os demais pontos e, possam também
influenciar a distribuição dos metais Hg, Cd, Pb, Cu e Zn.
A partição geoquímica de Hg, Cd, Pb, Cu e Zn torna-se, assim,
evidentemente importante para complementar o entendimento dos processos que
governam a distribuição destes metais na costa de RMF.
TABELA 5.16 – Teores médios de Al (mg.g
-1
) nos pontos de amostragem, durante
os dois períodos do ano, com desvio padrão da média (DPM) para n=4.
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
Pontos de
amostragem
Média DPM (%)
1 2,06 66 14 2,41 62
2 2,79 31 15 1,77 94
3 1,04 3 16 3,05 19
4 2,16 39 17 6,89 49
5 3,56 6 18 2,08 12
6 0,90 16 20 2,00 48
7 2,08 11 21 6,20 9
8 3,30 14 22 1,27 17
9 0,78 11 23 2,18 49
10 1,86 22 24 1,49 33
11 2,08 21 25 7,26 16
12 2,82 68 26 9,09 95
13 4,16 96 27 9,12 94
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 81
FIGURA 5.6 – Distribuição de Al, em mg.g
-1
, nos sedimentos de fundo ao longo da costa da RMF.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 82
5.4.7 – Distribuição de Ferro nos sedimentos de fundo ao longo da costa da
RMF
A distribuição do ferro foi avaliada nos dois períodos de amostragem, visto
que foi o único parâmetro que mostrou variabilidade sazonal com significância
estatística, já comentada anteriormente (Tabelas 5.2 e 5.3).
No período de chuva os seus teores variaram de 0,82 a 9,27 mg.g
-1
e no
período de seca de 1,28 a 13,92 mg.g
-1
. Sendo que no período de seca apresentou
teores mais elevados em todas as estações de coleta, exceto no ponto 27 (Tabela
5.17).
TABELA 5.17 – Sazonalidade para os teores de ferro (mg.g
-1
) segundo os períodos
amostrais.
Pontos de amostragem Período chuvoso Período de seca
1
2,18 3,02
2
1,90 3,98
3
0,98 1,67
4
1,19 4,91
5
2,32 4,03
6
0,76 1,51
7
3,57 8,21
8
2,23 5,73
9
0,82 1,28
10
1,59 4,98
11
2,55 6,32
12
2,23 5,06
13
2,80 6,16
14
3,69 5,04
15
2,35 2,42
16
7,59 8,15
17
7,35 8,50
18
4,35 4,97
20
1,39 3,05
21
9,27 9,52
22
2,30 3,30
23
1,47 4,84
24
2,24 2,79
25
7,73 8,45
26
4,46 13,92
27
6,17 4,32
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 83
5.5 – Correlações geoquímicas dos metais
As principais associações dos metais Hg, Cu, Cd, Pb e Zn com importantes
carreadores geoquímicos, tais como a matéria orgânica, carbonatos, óxidos-
hidróxidos de ferro (Turner, 2000) e argilo-minerais (grupos Al-O hidratados
recombinados dentro das argilas) formados pelo intemperismo das rochas
(Krauskopf, 1979; Salomons & Stigliani, 1995) foram avaliadas através de
correlações estatísticas.
Todos os teores metálicos apresentaram correlações estatisticamente
significativas com os carreadores geoquímicos utilizados, exceto com os carbonatos.
No caso do mercúrio, o ponto 02 por ser fortemente influenciado por fonte pontual, o
ESF, foi excluído das correlações para melhor visualização do comportamento
geoquímico do metal.
As correlações com seus respectivos valores de r podem ser observadas na
Tabelas 5.18a e 5.18b.
TABELA 5.18a – Matriz de correlação entre os metais deste estudo e os carreadores
geoquímicos (MO, Al e Carbonato) nos sedimentos (n = 26)*.
Hg Cu Cd Pb Zn
MO 0,6123*** 0,9659*** 0,6715*** 0,8155*** 0,8585***
Al 0,5787** 0,8276*** 0,5288** 0,7085*** 0,9273***
Carbonato -0,2267 0,0763 0,1406 0,1167 0,0264
* exceto Hg (n=25); **P≤ 0,01; ***P≤ 0,001.
TABELA 5.18b – Matriz de correlação entre os metais deste estudo com o Fe nas
duas campanhas (n = 26)*.
Metais Fe (estação chuvosa) Fe (estação seca)
Hg 0,3801** 0,6295****
Cu 0,5588*** 0,8707****
Cd 0,6803**** 0,7678****
Pb 0,6228**** 0,9174****
Zn 0,7117**** 0,9187****
* exceto Hg (n=25); **não significativa ***P≤ 0,01 ****P≤ 0,001.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 84
As correlações mais significativas (r ≅ 1 para P≤ 0,001) ocorreram entre
cobre e a matéria orgânica; entre chumbo e ferro, na estação seca; entre zinco e
ferro, na estação seca e, entre zinco e alumínio, caracterizando estes carreadores
como principais responsáveis pelo comportamento de Cu, Pb e Zn.
É interessante ressaltar que as correlações com o ferro durante a estação
seca aumentaram significativamente com todos os metais avaliados (Hg, Cu, Cd, Pb
e Zn) (Tabela 5.18b). Como citado anteriormente, o ferro foi o único elemento
metálico a apresentar uma variação sazonal significativa (Tabelas 5.2, 5.3 e 5.17),
mostrando que durante a estação seca a elevada salinidade, (34,2 a 37,2 ‰,
CAGECE, 2002), e a predominância do pH alcalino (8,21 a 8,31, CAGECE, 2002),
favorecem às deposições do elemento férrico que governou fortemente o
comportamento do zinco e do chumbo.
As Figuras 5.7 a 5.21 apresentam as representações gráficas das correlações
que denotam claramente grupos de estações com comportamentos geoquímicos
similares. Por exemplo, as representações gráficas das correlações entre Zn e Al, Zn
e MO, apresentam destacadamente dois agrupamentos de dados, onde evidencia-
se que os pontos 17, 21, 25 e 26 estão sempre separados dos demais, mostrando
que há uma região onde o Zn se distribui distintamente dos demais pontos. Este
comportamento de diferentes agrupamentos se repete em todas as correlações com
os metais avaliados e sempre se destacam os pontos 17, 21, 25 e 26 e também
frequentemente os pontos 7, 11 e 16.
Relacionando este grupo nas diferentes correlações com os respectivos
teores dos carreadores geoquímicos observa-se que os teores máximos de Al
correspondem aos pontos 17, 21, 25, 26 e 27. Os teores máximos de matéria
orgânica encontram-se nos pontos 7, 16, 17, 21, 25, 26 e 27. Os teores máximos de
Fe na estação seca e chuvosa localizam em amostras correspondentes aos pontos
16, 17, 21, sendo que na estação seca também são máximos os teores nos pontos 7
e 26, enquanto que na estação chuvosa estão também incluídos os pontos 25 e 27.
Os teores máximos de carbonato encontram-se nos pontos 04, 06, 07, 08, 10 e 17.
Ou seja, com exceção do Hg no ponto 02 que foi excluído das correlações por ser
fortemente distinto dos demais teores deste metal nas demais estações, há
evidentemente uma diferenciação entre o substrato presente nestas estações
citadas (7, 16, 17, 21, 25, 26 e 27) das demais.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 85
As características destes pontos evidenciam a região do porto como uma área
de deposição sedimentar significativa, de natureza clástica que é lixiviada pelas
correntes marinhas em direção ao oceano aberto e no sentido da deriva litorânea
regional.
A interação entre a sedimentação terrígena e a carbonácea controla a
distribuição de sedimentos na plataforma continental desta porção da costa
brasileira. Quanto maior a influência continental, menor o teor de carbonatos da
plataforma (Knoppers et al., 1999). Muito provavelmente este efeito é intensificado
na área do presente estudo, tendo em vista que a proximidade da linha de costa
pode aumentar a sedimentação terrígena.
Por outro lado, tem sido observado em estudos na plataforma continental
brasileira que a maior parte dos metais pesados presentes em sedimentos encontra-
se associado às frações finas dos sedimentos, particularmente argilas (Rezende et
al., 2004; Lacerda et al., 2004) enquanto que, os teores baixos de silte e argila na
maior parte da plataforma do nordeste brasileiro (Mabesoone et al., 1972; Milliman &
Summerhayes, 1975; Tintelnot, 1996) resultam em concentrações relativamente
baixas de metais (Lacerda et al., 2004).
A diferenciação do ponto 07 em relação aos demais que não estão na área de
influência do porto, entretanto não é justificada pela distribuição dos sedimentos e
provavelmente denota a diferenciação de fontes de metais no local. Dessa forma,
uma melhor investigação sobre fontes de materiais neste ponto deve ser realizada
em estudos futuros.
Hg x MO
0
1
2
3
4
5
6
0246
Hg (ng/g)
MO (%)
8
FIGURA 5.7 – Correlação estatística do Hg com a Matéria Orgânica total (MO) em
sedimentos da RMF excluído o pt. 02 (n=25).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 86
68
Hg x Al
0
2
4
6
8
10
024
Hg (ng/g)
Al (mg/g)
FIGURA 5.8 – Correlação estatística do Hg com o Al em sedimentos da RMF
excluído o pt. 02 (n=25).
Hg x Carbonato
0
10
20
30
40
50
02468
Hg (ng/g)
Carbonato (%)
FIGURA 5.9 – Correlação estatística do Hg com o Carbonato em sedimentos da
RMF excluído o pt. 02 (n=25).
Cu x MO
0
1
2
3
4
5
6
01234
Cu (
µ
g/g)
MO (%
5
)
FIGURA 5.10 – Correlação estatística do Cu com a Matéria Orgânica total (MO) em
sedimentos da RMF (n=26).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 87
012345
g/g)
Cu x Al
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Cu (
µ
Al (mg/g)
FIGURA 5.11 – Correlação estatística do Cu com o Al em sedimentos da RMF
(n=26).
Cu x Carbonato
0
10
20
30
40
50
012345
Cu (
µ
g/g)
Carbonato (%)
FIGURA 5.12 – Correlação estatística do Cu com o Carbonato em sedimentos da
RMF (n=26).
Cd x MO
0
1
2
3
4
5
6
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Cd (
µ
g/g)
MO (%)
FIGURA 5.13 – Correlação estatística do Cd com a Matéria Orgânica total (MO) em
sedimentos da RMF (n=26).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 88
Cd x Al
0
2
4
6
8
10
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Cd (
µ
g/g)
Al (mg/g)
FIGURA 5.14 – Correlação estatística do Cd com o Al em sedimentos da RMF
(n=26).
Cd x Carbonato
0
10
20
30
40
50
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Cd (
µ
g/g)
Carbonato (%)
FIGURA 5.15 – Correlação estatística do Cd com o Carbonato em sedimentos da
RMF (n=26).
Zn x MO
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20
Zn (
µ
g/g)
MO (
%
FIGURA 5.16 – Correlação estatística do Zn com a Matéria Orgânica total (MO) em
sedimentos da RMF (n=26).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 89
Zn x Al
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 5 10 15 20
Zn (
µ
g/g)
Al (mg/g
FIGURA 5.17 – Correlação estatística do Zn com o Al em sedimentos da RMF
(n=26).
Zn x Carbonato
0
10
20
30
40
50
0 5 10 15 20
Zn (
µ
g/g)
Carbonato (%)
FIGURA 5.18 – Correlação estatística do Zn com o Carbonato em sedimentos da
RMF (n=26).
Pb x MO
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15
Pb (
µ
g/g )
MO (%)
FIGURA 5.19 – Correlação estatística do Pb com a Matéria Orgânica total (MO) em
sedimentos da RMF (n=26).
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 90
Pb x Al
0
2
4
6
8
10
0 2 4 6 8 10 12 14
Pb (
µ
g/g )
Al (mg/g)
FIGURA 5.20 – Correlação estatística do Pb com o Al em sedimentos da RMF
(n=26).
Pb x Carbonato
0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12 14
Pb (
µ
g/g)
Carbonato (%)
FIGURA 5.21 – Correlação estatística do Pb com o Carbonato em sedimentos da
RMF (n=26).
5.6 – Distribuição dos metais a jusante do ESF no material em suspensão
No segundo semestre de 2003 foram realizadas coletas de água superficial
nos pontos de amostragem 02, 06, 07, 08 e 10. Após a filtragem, o material em
suspensão foi seco e pesado para depois ser digerido com água régia da mesma
forma que os sedimentos.
Os resultados obtidos para os teores de Cu, Pb, Al, Zn e Cd, no material em
suspensão podem ser observados na tabela 5.19.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 91
TABELA 5.19 – Teores de metais, no material dissolvido, em pontos de amostragem
a jusante do ESF.
Metal Pt. 02 Pt. 06 Pt. 07 Pt. 08 Pt. 10
Cu (µg.g
-1
)
25,75 11,71 10,21 18,29 42,80
Pb (µg.g
-1
)
17,32 36,85 21,72 42,26 49,08
Al (%) 12,99 14,97 14,06 12,36 18,98
Zn (mg.g
-1
) 41,22 40,40 29,61 18,30 87,91
Cd (µg.g
-1
)
1,45 3,04 2,29 1,55 1,80
Considerando-se os teores de metais no material em suspensão observa-
seque não há um gradiente definido para a distribuição destes teores a partir da
linha de costa em direção ao mar aberto. Este comportamento é diferenciado do
observado em outros estudos (Chester, 1990) onde foi estabelecido um gradiente
horizontal decrescente dos teores de metal na coluna d’água a partir do continente
em direção ao oceano aberto. Provavelmente isto ocorre porque a área de estudo
abrange áreas de intensa hidrodinâmica, onde os teores de metais no material em
suspensão ainda não encontraram um padrão de equilíbrio químico.
5.7 – Correlação estatística entre os metais Hg, Cu, Cd, Pb e Zn
Foi feita uma matriz de correlação entre os teores dos metais em sedimentos
deste estudo para avaliar possíveis fontes poluidoras de origem comum para os
metais (Tabela 5.20).
TABELA 5.20– Matriz de correlação entre os metais nos sedimentos (n = 26).
Pb Cd Cu Hg Zn
1,00 0,90*
0,85* 0,16 0,77* Pb
1,00 0,67* 0,01 0,58 Cd
1,00 0,31 0,83* Cu
1,00 0,44 Hg
1,00 Zn
* P≤ 0,001
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 92
Desta forma, observou-se que Cd e Pb estão fortemente correlacionados e
provavelmente possuem uma mesma origem, enquanto que os demais metais
apresentam diferenciação entre as respectivas fontes de emissão.
5.8 – Fatores de enriquecimento
Os fatores de enriquecimento obtidos (Tabela 5.21) mostram que os metais
são predominantemente distribuídos de acordo com a proximidade de áreas fontes e
que o ESF gera anomalias nos teores dos metais nos pontos 01, 02, 03, 04 e 05, a
jusante do ESF considerando-se o movimento predominante dos ventos e da deriva
litorânea na região de estudo.
Entretanto vale ressaltar que os teores de Hg, Zn e Cu estão muito próximos
aos valores de background geoquímico, tendo em vista a faixa de 0 a 1 em que
caem vários dos fatores determinados para estes metais e que Cd e Pb
apresentaram as maiores anomalias geoquímicas para a área de estudo.
Através dos fatores de enriquecimento novamente observa-se que o ponto 07
apresenta-se diferenciado dos demais e que possui fonte emissora de Cd e Pb
significativa.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 93
TABELA 5.21– Fatores de enriquecimento para os metais Cd, Pb, Hg, Zn e Cu
Fator de enriquecimento
Estações
Cd Pb Hg Zn Cu
1 172,7 27,4 0,5 5,8 1,2
2 10,3 2,2 0,8 1,0 0,3
3 51,6 8,2 0,2 1,2 0,3
4 55,4 8,8 0,2 1,9 0,3
5 30,3 6,5 0,3 2,5 0,3
6 15,3 3,8 0,1 0,4 0,1
7 64,2 12,0 0,2 1,5 1,4
8 19,7 4,9 0,1 1,8 0,3
9 12,0 2,7 0,1 0,3 0,2
10 16,3 3,5 0,1 0,9 0,1
11 11,3 2,9 0,3 0,9 0,1
12 19,8 4,0 0,1 1,1 0,2
13 10,2 2,8 0,2 1,1 0,2
14 11,1 2,3 0,2 0,7 0,1
15 13,5 2,3 0,1 0,6 0,2
16 29,9 4,2 0,1 1,0 0,4
17 20,3 3,6 0,1 1,3 0,4
18 8,0 2,4 0,1 0,7 0,1
20 4,3 1,4 0,1 0,3 0,1
21 11,4 2,7 0,2 1,1 0,6
22 7,2 1,4 0,0 0,2 0,1
23 5,6 1,5 0,1 0,4 0,1
24 6,0 1,2 0,0 0,3 0,1
25 17,2 3,0 0,1 1,0 0,3
26 13,1 2,7 0,1 1,0 0,5
27 10,5 2,7 0,2 0,9 0,5
5.9 - Inventário da emissão de metais pesados pelo emissário submarino de
Fortaleza (ESF)
Tendo em vista a anomalia observada para os metais principalmente devido a
presença do ESF foi feito o inventário das emissões destes metais para a região de
estudo.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 94
Interceptores oceânicos têm se mostrado como uma alternativa viável para a
disposição de rejeitos urbanos em regiões metropolitanas. De um modo geral, a
capacidade de diluição das correntes marinhas é suficiente para a obtenção da
necessária diluição e degradação dos efluentes de forma a causar o mínimo impacto
ambiental. Entretanto, emissários submarinos são também fontes de poluentes não
degradáveis, que mesmo em baixíssimas concentrações, podem se acumular em
sedimentos de fundo na área de influência dos interceptores. Dentre estes poluentes
destacam-se os metais pesados (Nriagu & Pacyna, 1988; ABICLOR, 2001) que, uma
vez depositados no sedimento de fundo, são pouco remobilizados por mudanças
biogeoquímicas locais.
A Tabela 5.22 apresenta as concentrações de metais em efluentes
domésticos e a estimativa da emissão destes metais pelo emissário submarino de
Fortaleza.
TABELA 5.22 - Estimativa da emissão de metais pesados pelo ESF.
Concentração de metais em efluentes
domésticos (mg . L
-1
)*
Descarga de metais (ton . ano
-1
)**
Mínimo (0,005) 0,2
Cd
Máximo (0,02) 0,9
Mínimo (0,07) 0,3
Cu
Máximo (0,5) 20
Mínimo (0,01) 4,4 x 10
-2
Pb
Máximo (0,08) 0,4
Mínimo (0) 0
Hg
Máximo (0,007) 0,3
Mínimo (0,1) 4,4
Zn
Máximo (0,6) 30
* Nriagu & Pacyna (1988); ** Dados deste estudo.
Comparando esta estimativa com a de outros centros urbanos mais
desenvolvidos e mais populosos, como a Califórnia (Tabela 5.23) e o Reino Unido
(Tabela 5.24), percebe-se que emissários com vazões maiores do que os do ESF
possuem cargas de poluentes maiores, porém quando as vazões dos emissários são
próximas ao ESF, a faixa de variação de cargas de poluentes é equivalente.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 95
TABELA 5.23 – Cargas de poluentes lançados em águas costeiras da Califórnia
(adaptado de Gonçalves & Souza, 1997).
PARÂMETROS
Condado
de Los
Angeles
(lodos)
Cidade
de Los
Angeles
Condado
de Orange
Cidade
de San
Diego
Condado
de
Ventura
Vazões (m
3
.s
-1
) 15,0 14,0 7,80 5,00 0,50
Cd (ton . ano
-1
)
11,6 8,8 10,9 2,7 0,14
Cu (ton . ano
-1
)
116 88 81,5 20,0 1,9
Hg (ton . ano
-1
)
0,46 0,92 0,37 0,16 0,02
Pb (ton . ano
-1
)
87,8 13,2 23,4 12,8 0,77
Zn (ton . ano
-1
)
388 141 101 27,2 1,72
TABELA 5.24 – Estimativa da emissão de metais pelo sistema de esgoto doméstico
do Reino Unido (Hutton & Symon, 1986).
Metal Descarga de metais (ton.ano
-1
)
Cd 9
Pb 161
Hg 0,42
Não foram identificadas outras fontes pontuais de metais na região estudada
(RMF) que justificassem a realização de inventários, embora seja conhecida a
existência de outras fontes difusas como comentado anteriormente, no capítulo
Introdução deste estudo e na discussão dos resultados referentes ao ponto 07 deste
estudo.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 96
6 – CONCLUSÕES
Apesar do oceano ser um bom diluidor de contaminantes foram verificadas
áreas de concentrações de metais próximas à linha de costa, à região do porto e à
saída do ESF, se dispersando no sentido E-W da deriva litorânea.
O ESF mostrou-se ser fonte pontual de mercúrio, cobre, zinco, cádmio e
chumbo, entretanto o enriquecimento do sedimento por estes metais ainda é baixo
para Hg, Cu e Zn.
Também foi observado que o runoff urbano é importante emissor de Cd e Pb,
tendo em vista as elevadas concentrações encontradas próximas à linha de costa.
Estudos mais intensos referentes ao ponto 07 devem ser realizados a fim de
que seja determinada e encontrada a fonte de metais para esta região.
A partir de áreas fontes, os metais são distribuídos no sentido da deriva
litorânea regional, apresentando linhas de concentrações máximas em sedimentos
paralelas ao continente, como demonstra a Figura 6.1.
FIGURA 6.1- Linhas de teores máximos de metais, paralelas à linha de costa
A distribuição dos metais na costa da RMF apresentou dois importantes
fatores determinantes do comportamento destes metais. O primeiro fator está
relacionado aos carreadores geoquímicos que predominantemente influenciam o
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 97
comportamento do cobre, do chumbo e do zinco. O segundo fator está relacionado à
proximidade e/ou intensidade das áreas fontes e dominou o comportamento do Hg e
do Cd (Tabela 6.1).
TABELA 6.1 – Principais fatores deteminantes do comportamento geoquímico de
metais na costa da RMF
Elemento metálico Fatores determinantes
Hg Fonte
Cu Matéria Orgânica
Cd Fonte
Pb Fe (estação seca)
Zn Fe (estação seca); Al
Entretanto, deve-se ressaltar que as características do substrato sedimentar
também influenciaram a distribuição geoquímica dos metais na costa da RMF,
mostrando que a sedimentação terrígena, assim como em outras áreas da
plataforma do nordeste brasileiro, é responsável pela maior parte das associações
geoquímicas com metais-traço.
Maia, S.R.R. Distribuição e Partição Geoquímica de metais... 98
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