DOI: 10.1590/S1413-41522018165852
Artigo Técnico
Avaliação geoquímica de metais em
sistemas fluviais afetados por atividades
antrópicas no Quadrilátero Ferrífero
Geochemical assessment of metals in fluvial systems
affected by anthropogenic activities in the Iron Quadrangle
Laura Pereira do Nascimento1*, Deyse Almeida Reis1,
Hubert Mathias Peter Roeser2, Anibal da Fonseca Santiago3
RESUMO
ABSTRACT
O presente estudo foi realizado na bacia hidrográfica do Rio do Peixe,
The present study was carried out in the river basin area of Rio do Peixe,
Quadrilátero Ferrífero (QF), em Minas Gerais. Essa bacia apresenta um cenário
Iron Quadrangle, in Minas Gerais, Brazil. This basin presents geological
geológico distinto e atividades antrópicas diversificadas, como a mineração de
scenario and diversified anthropic activities, such as iron, gold and gems
ferro, ouro e gemas, a agropecuária e a silvicultura. O principal objetivo desta
mining, agriculture, and forestry. The main objective of this research
pesquisa foi investigar as possíveis fontes de contribuições antropogênicas dos
was to investigate the possible sources of anthropogenic contributions
metais em sedimentos de fundo. Para isso, foram realizadas duas campanhas
of metals in bottom sediments. Thus, two surveys were carried out
com amostragens de sedimentos de fundo em 12 pontos da bacia, nos meses
on bottom sediments at twelve basin sites from March to July of 2015.
de março e julho de 2015. A partir da técnica analítica de espectrometria de
Based on the plasma optical emission spectrometry analytical technique,
emissão óptica com plasma, foram detectadas concentrações de Al, Ca, Co,
we found concentrations of Al, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Ti and Zn
Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Ti e Zn nos sedimentos de fundo. Os resultados dos
in the bottom sediments. The results of the FC, FE and IGEO sediment
indicadores da qualidade dos sedimentos fator de contaminação (FC), fator
quality indicators showed that there are anthropic interferences, in which
de enriquecimento (FE) e índice de geoacumulação (IGEO) demonstraram
mining and industrial activities, disposal of domestic effluents and use
que há interferências antrópicas, sendo as atividades minerárias e industriais,
and occupation of inappropriate soil are identified as the main sources of
o despejo de efluentes domésticos e o uso e a ocupação do solo inapropriado
metals contamination of the basin.
apontados como as principais fontes de contaminação de metais da bacia.
Keywords: bottom sediment; metals; iron quadrangle, Rio do Peixe.
Palavras-chave: sedimento de fundo; metais; Quadrilátero Ferrífero; Rio
do Peixe.
INTRODUÇÃO
dos metais tóxicos encontrados são de origem antropogênica. Apesar da
A ocorrência dos metais em sistemas fluviais pode ser resultante dos pro-
diversidade geológica, pesquisas realizadas no Quadrilátero Ferrífero (QF),
cessos intempéricos dos substratos litológicos ou das atividades antrópicas
constataram teores de metais em sistemas fluviais oriundos das atividades
desenvolvidas na bacia hidrográfica (MARENGO et al., 2006; LOSKA;
antropogênicas (COSTA et al., 2015; MENESES; RENGER; DESCHAMPS,
WIECHULA; KORUS, 2004). Porém, diversos estudos e pesquisas de
2011; COSTA et al., 2006; DESCHAMPS & MATSCHULLAT, 2007;
campo, realizados em ambientes fluviais, mostraram que grande parte
MATSCHULLAT et al., 2000; MENDONÇA, 2012; PARRA et al., 2007).
Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) – Ouro Preto (MG), Brasil.
Professor titular do Departamento de Engenharia Ambiental da Escola de Minas da UFOP – Ouro Preto (MG), Brasil.
3
Professor adjunto do Departamento de Engenharia Civil da Escola de Minas da UFOP – Ouro Preto (MG), Brasil.
*Autor correspondente: lauraifmg@gmail.com
Recebido: 28/06/2016 – Aceito: 09/05/2017 – Reg. ABES: 165852
1
2
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767
Nascimento, L.P. et al.
Nesse sentido, considerando a capacidade de refletir a assinatura
de áreas contaminadas ou potencialmente contaminadas (HANIF et al.,
geoquímica, adsorver metais e incorporar características e informa-
2016; GHREFAT; ABU-RUKAH; ROSEN, 2011; LOSKA; WIECHULA;
ções das atividades antrópicas da bacia hidrográfica, os sedimentos de
KORUS, 2004; ABRAHIM & PARKER, 2008; REIS et al., 2017).
fundo, são de alta relevância para estudos e identificação de fonte de
Diante do exposto, o objetivo deste estudo consistiu em avaliar a
áreas contaminadas ou potencialmente contaminadas por metais, pois
qualidade do sistema fluvial de uma bacia intensamente antropizada a
permitem a avaliação da qualidade dos sistemas fluviais. (FRANZ et
partir da utilização de valores de background regional e de indicadores
al., 2013; SALEEM; IQBAL; SHAH, 2015).
de qualidade de sedimentos de fundo.
No Brasil, pesquisas e estudos voltados à qualidade dos sedimentos
são realizados pelo Programa Nacional de Geoquímica Ambiental e
Geologia Médica (PGAGEM), coordenado pela Companhia de Pesquisa
MATERIAL E MÉTODOS
de Recursos Minerais (CPRM), por meio do Serviço Geológico do Brasil.
Mas, infelizmente, essas pesquisas ainda são insuficientes, pois o país
Área de estudo
nem sequer dispõe de parâmetros ou padrões de qualidade de sedimen-
A área de estudo contempla a bacia hidrográfica do Rio do Peixe, locali-
tos que respeitem as peculiaridades e as condições geológicas locais.
zada no Estado de Minas Gerais, entre os municípios de Itabira e Nova
Em virtude disso, a análise comparativa dos resultados e das aplicações
Era. A bacia encontra-se no Complexo Itabira, uma unidade geoló-
de indicadores da qualidade dos sedimentos, a partir da utilização valores
gica localizada na extremidade nordeste do QF, conforme apresenta
de referência regionais, é útil tanto para a identificação de potenciais fontes
a Figura 1. A seguir, o Quadro 1 descreverá os principais aspectos de
de poluição quanto para a tomada de decisões relacionadas à remediação
cada ponto de amostragem na bacia.
43°20'0''W
43°7'30''W
N
19°36'0''S
MG
Qf
P3
P5
P7
P2
19°41'30''S
P10
P4
P6
P1
P8
P11
P9
P12
0
Legenda
Rio Piracicaba
Rio do Peixe
Tributários
Pontos de amostragens nos tributários
Pontos de amostragens no Rio do Peixe
Empreendimentos
Floresta Semidecídua
Distrito industrial de Itabira
Mineração
Plantio de eucalipto e pinus
Barragens de rejeitos
Pátio da VALE S.A.
Áreas edificadas
Fonte: adaptado com base nos dados da United States Geological Survey (2015).
Figura 1 – Mapa de localização da área de estudo com os pontos amostrados.
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2
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Áreas de pastagens/degradadas
4
km
Avaliação geoquímica em sistemas fluviais no Quadrilátero Ferrífero
Aspectos geológicos da bacia
no extremo sul do Cráton de São Francisco. A composição lito-
Geologicamente, a área de estudo está inserida na porção nor-
lógica da bacia hidrográfica do Rio do Peixe está representada na
deste do QF, uma das áreas clássicas do Pré-Cambriano, situado
Figura 2 e no Quadro 2.
Quadro 1 – Descrição dos pontos de amostragens.
Pontos de amostragens
Descrições e observações dos pontos de amostragens
P1
Rio do Peixe
A jusante da barragem de rejeitos de ferro Itabiruçu.
P2
Córrego Conceição
Recebe cargas de efluente de minério de ferro e esgoto doméstico de moradias do núcleo urbano de Itabira.
P3
Córrego dos Dozes
A jusante do núcleo urbano de Itabira e da barragem do Pontal da VALE S.A.
Recebe uma carga de esgoto doméstico de moradias do núcleo urbano de Itabira.
P4
Córrego Candinópolis
A jusante do distrito industrial de Itabira e do ponto de captação de abastecimento.
Recebe carga de esgoto doméstico. Mata ciliar pouco preservada.
P5
Rio do Peixe
A jusante do núcleo urbano de Itabira e da estação de tratamento de esgoto LABOREAUX.
Recebe elevadas cargas de esgoto doméstico clandestinos do núcleo urbano de Itabira
P6
Córrego Santa Cruz
Área rural. Plantações de eucalipto.
P7
Córrego Cachoeira
Área rural. Plantações de eucalipto. Esgoto doméstico.
P8
Rio do Peixe
Área rural. Mata ciliar não preservada.
Área rural. Plantações de eucalipto. Esgoto doméstico.
P9
Córrego das Goiabeiras
P10
Córrego São José
Área rural. Plantações de eucalipto. Esgoto doméstico.
P11
Córrego Cabral
Área rural. Plantações de eucalipto. Esgoto doméstico.
P12
Rio do Peixe
Área rural. Próximo de sua foz no Rio Piracicaba.
43°19'30''W
43°9'0''W
42°58'30''W
19°35'30''S
MG
Qf
P3
P7
P2
P4
P10
P5
P11
P6
P8
P1
P12
0
2
4
19°44'0''S
P9
km
Grupo Serra Negra, litofácies metavulcanossedimentar
Legenda
Rio Piracicaba
Grupo Suíte Borrachudos
Grupo Serra Negra, litofácies quartzito
Supergrupo Minas, Grupo Caraça
Rio do Peixe
Tributários
Pontos de amostragens nos tributários
Pontos de amostragens no Rio do Peixe
Supergrupo Minas, Grupo Itabira
Grupo Serra Negra, litofácies formação ferrífera bandada
Supergrupo Minas, Grupo Piracicaba
Supergrupo Rio das Velhas, Grupo Nova Lima
Fonte: adaptado com base nos dados da CPRM/COMIG (2014).
Figura 2 – Mapa geológico da bacia do Rio do Peixe.
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Nascimento, L.P. et al.
Quadro 2 – Composição litológica da área da Bacia Hidrográfica do Rio do Peixe.
Percentual de classes
na área da bacia
Unidade estatigráfica
Litotipos
30,87%
Grupo Serra Negra – litofácies
metavulcanossedimentar
Rocha metaultramáfica e metamáfica tholeiíticas, gnaisses bandados, quartzito,
metabasalto komatiítico, metavulcânica félsica, formações químico-exalativas, FFB e xisto.
45,16%
Suíte Borrachudos
Quartzo monzonito, álcali-feldspato granito, ortognaisse granítico alcalino.
3,54%
Grupo Serra Negra,
litofácies quartzito
Quartzito puro, quartzito laminado argiloso e localmente ferruginoso, formação
ferrífera bandada; biotita gnaisse bandado; calcissilicática laminada; anfibolito eventual.
Predominâncias conforme a litofácies.
0,48%
Supergrupo Minas,
Grupo Caraça
Quartzito com metaconglomerado e filito quartzoso subordinados.
1,93%
Supergrupo Minas,
Grupo Itabira
Itabirito, dolomito.
0,25%
Grupo Serra Negra,
Litofácies formação ferrífera
bandada
Formação ferrífera bandada predominante intercaladas em gnaisse bandado tipo
TTG. Ocorrência eventual de quartzito puro, quartzito laminado argiloso e localmente
ferruginoso, calcissilicática laminada e anfibolito e rochas metaultramáficas.
1,42%
Supergrupo Minas, Grupo
Piracicaba
Filito quartzoso e/ou grafitoso com intercalações de metarenito e metaconglomerado.
16,35%
Supergrupo Rio das Velhas,
Grupo Nova Lima
Rocha metaultramáfica e metamáfica tholeiíticas, metabasalto komatiítico, metavulcânica
félsica, formações químico-exalativas, FFB e xisto.
Fonte: adaptado com base nos dados da CPRM/COMIG (2014).
Com intuito de compreender o comportamento dos sistemas fluviais em
distintos cenários climáticos, foram realizadas duas campanhas de amostragens de sedimentos de fundo nos corpos hídricos da bacia hidrográfica do
Rio do Peixe, nos períodos úmido e seco, nos meses de março e julho de 2015.
Foram coletados, em 12 pontos de amostragens, aproximadamente
Quadro 3 – Valores de backgrounds de metais em sedimentos para o
Quadrilátero Ferrífero.
Elementos
Valores propostos em (mg.kg-1)
Alumínio (Al)
45.200,00
Cálcio (Ca)
3.200,00
2 kg da camada superficial do sedimento fundo nas proximidades das
Cobalto (Co)
30,72
margens dos corpos hídricos. Essa etapa contou com o auxílio de um
Cromo (Cr)
292,50
coletor com haste alongada e uma draga tipo Birge-Ekman. Após a
Cobre (Cu)
48,34
coleta, os sedimentos foram acondicionados em saco plástico de polie-
Ferro (Fe)
281.000,00
tileno, identificados e conduzidos para o Laboratório de Saneamento
Manganês (Mn)
Ambiental do Departamento de Engenharia Civil da Universidade
Níquel (Ni)
Federal de Ouro Preto (UFOP), em caixa de isopor.
Chumbo (Pb)
3.264,00
80,12
45,40
Posteriormente, cada amostra de sedimentos de fundo foi acondicionada
Titânio (Ti)
1072,34
em recipientes de plástico e os resíduos foram secos ao natural. Após esse
Zinco (Zn)
105,40
procedimento, as amostras foram quarteadas e peneiradas. A porção
Fonte: Costa (2015).
mais fina das porções (menor que 0,062 mm) foi submetida ao processo
de digestão parcial conforme o método proposto por Rauret et al. (2001).
Seguidamente, as amostras de sedimentos foram analisadas pela téc-
Fator de contaminação (FC) avalia o nível de contaminação
nica de espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente
dos sedimentos, definido como o quociente entre a concentração
acoplado (ICP-OES), marca Spectro e modelo Ciros, no Laboratório
do metal no sedimento e o seu nível de concentração natural ou
de Geoquímica Ambiental do Departamento de Geologia da UFOP,
background no sedimento (HAKANSON, 1980). O FC é calculado
Ouro Preto, Minas Gerais.
pela Equação 1:
Para avaliação das contribuições antropogênicas, foram utilizados valores
o Quadro 3. A escolha da utilização dos valores de referência deu-se em fun-
Meam
FC =
[Me]bg
ção da particularidade que a unidade geológica do QF apresenta e pelo fato
Em que:
de o Brasil não possuir norma ou valores de referência adaptados às condi-
Meam = concentração do metal na amostra dos sedimentos;
ções geológicas locais para avaliação da qualidade dos sedimentos de fundo.
Mebg = “background” ou concentração natural do metal na área de estudo.
de referência (backgrounds regionais) propostos por Costa (2015), conforme
770
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(1)
Avaliação geoquímica em sistemas fluviais no Quadrilátero Ferrífero
Hakanson (1980) propôs quatro classes baseadas em valores do
Em que:
IGEO quantifica o acúmulo de metal no sedimento;
FC, conforme apresenta o Quadro 4.
O fator de enriquecimento (FE) é uma estimativa para a
Meam = concentração do metal na amostra dos sedimentos;
diferenciação entre os metais originários de atividades huma-
Mebg = “background” ou concentração natural do metal na área de
nas e os provenientes de processo natural, para avaliar o grau de
estudo. Müller (1969) propôs setes classes descritivas para valores
influência antrópica no ambiente (GRESENS, 1967). É calculado
crescentes de IGEO, conforme o Quadro 6.
pela Equação 2:
[Me]am / [Al]am
FE =
[Me]bg / [Al]bg
(2)
RESULTADOS
As Tabelas 1, 2 e 3 representam as concentrações dos metais para duas
Em que:
campanhas de amostragens, bem como os resultados dos indicadores
[Me]am = concentração do metal na amostra do sedimentos;
de qualidade dos sedimentos de fundo dos sistemas fluviais da Bacia
[Al]am = concentração do alumínio na amostra de sedimentos;
Hidrográfica do Rio do Peixe.
[Me]bg = “background” ou concentração natural do metal na área de
estudo para o metal da amostra;
[Al]bg = concentração de background média do alumínio para a bacia
DISCUSSÃO
do Rio do Peixe.
Alumínio
Neste trabalho, no cálculo do FE, foi escolhido como elemento
Em geral, as concentrações de alumínio nos sedimentos variaram entre
de referência o alumínio, considerando sua baixa mobilidade
235,8 e 34.221,5 mg.kg-1 no período úmido e de 566,3 a 45.516,4 mg.kg-1
natural no meio ambiente (CHEN et al., 2007). Gresens (1967)
no período seco, conforme a Tabela 1. Em termos de concentrações,
propôs cinco classes a partir dos valores do FE, conforme apre-
estudos realizados por Andrade (2000), Cruz (2002) e Mendes (2007)
senta o Quadro 5.
em áreas não impactadas ou sob influência antrópica mínima no QF
O índice de geoacumulação (IGEO) é um método para avaliar a
encontraram valores máximos de alumínio em sedimentos entre 494,8
contaminação do ambiente por metais (MÜLLER, 1969). O índice é
e 21.100,0 mg.kg-1. Na mesma ordem, Oliveira (1999), ao estudar o
calculado pela Equação 3:
Parque Estadual do Itacolomi, constatou teor máximo de alumínio
em sedimentos equivalente a 65.400,0 mg.kg-1. Estudo de Gonçalves
Meam
IGEO = log2
1,5 [Me]bg
(3)
(2010) reportou concentração máxima de alumínio em sedimentos
de até 104.593,0 mg.kg-1. Considerando o background para o alumínio em sedimentos, os resultados encontrados nesta pesquisa foram
Quadro 4 – Classificação do fator de contaminação.
Classes do FC
<1
Qualidade dos sedimentos
Baixa contaminação
1e3
Contaminação moderada
3e6
Contaminação considerável
>6
inferiores em relação ao valor de referência sugerido por Costa (2015),
em estudo cuja concentração foi de 45.200 mg.kg-1, com exceção apenas para o P9, que apresentou 45.516,4 mg.kg-1 de alumínio em sedimento no período seco. A aplicação do FC permitiu classificar todos
os pontos de amostragens com “Baixa contaminação”, exceto o P9, que
Alta Contaminação
FC: fator de contaminação.
Quadro 6 – Classificação do índice de geoacumulação.
Classes do IGEO
Nível de contaminação
IGEO <0
Não poluído
Qualidade dos sedimentos
0<IGEO<1
Não poluído a poluído
<2
Deficiência de enriquecimento
1<IGEO<2
Moderadamente poluído
2–5
Enriquecimento moderado
2<IGEO<3
Moderadamente a fortemente poluído
5–20
Enriquecimento significativo
3<IGEO<4
Fortemente poluído
Enriquecimento muito alto
4<IGEO<5
Fortemente a extremamente poluído
Quadro 5 – Classificação do fator de enriquecimento.
Classes do FE
20–40
>40
FE: fator de enriquecimento.
Enriquecimento extremamente alto
IGEO>5
Extremamente poluído
IGEO: índice de geoacumulação.
Eng Sanit Ambient | v.23 n.4 | jul/ago 2018 | 767-778
771
Nascimento, L.P. et al.
foi enquadrado pelo fator com “Contaminação moderada”, conforme
Cálcio
Tabelas 2 e 3. Com base nos resultados do IGEO, todos os pontos
Os resultados de cálcio nos sedimentos oscilaram entre 282,6 e
amostrais foram classificados como “Não poluído a poluído”. A ocor-
3.864,1 mg.kg-1 no período úmido e de 238,8 a 1.593,5 mg.kg-1 no
rência de alumínio em sedimentos está relacionada ao intemperismo
período seco, conforme a Tabela 1. Cruz (2002), ao estudar uma área
de rochas de álcali-feldspato granito da Formação Suíte Borrachudos
sob influência antrópica mínima no QF, encontrou teor máximo de
presentes na bacia. Porém, a degradação e exposição dos solos pelas
cálcio em sedimentos equivalente a 3.120,0 mg.kg-1. Com base no valor
atividades agropecuárias bem como o despejo de esgoto doméstico sem
de background para cálcio em sedimentos, todos os pontos de amos-
tratamento nos corpos hídricos no ponto de amostragem P9 podem
tragens ficaram abaixo do preconizado por Costa (2015), em pesquisa
estar favorecendo o aceleramento dos processos de lixiviação da sílica
cujo teor encontrado foi de 3.200 mg.kg-1, com exceção apenas para
e laterização dos minerais argilosos, provocando o enriquecimento
o P10, que apresentou concentração de 3.864,14 mg.kg-1 no período
das partículas de solos e rochas com óxidos de alumínio na superfície
úmido. Os resultados do FC possibilitaram classificar todos os pontos
do terreno, que posteriormente serão carreadas para os sedimentos
de amostragens com “Baixa contaminação”, exceto o P10, que apresen-
dos corpos hídricos.
tou “Contaminação moderada”, conforme Tabelas 2 e 3. De acordo com
Tabela 1 – Resultados dos teores de metais em sedimentos de fundo em (mg.kg-1), nos períodos úmido e seco, na Bacia Hidrográfica do Rio do Peixe.
Pontos de
amostragens
Al
Fe
Úmido
Seco
P1
9.516
P2
235,8
P3
P4
Ca
Úmido
Seco
Úmido
9.279,4
190.475,4
128.749,4
566,3
400.222,3
340.127,4
12.040,1
11.414,3
128.229,7
154.116,1
6.854,4
33.304
9.430,4
Ti
Seco
Úmido
Seco
Úmido
Seco
847,4
753,3
296,2
309,1
7.270,4
5.489,6
282,6
458,2
57,7
58,5
461,8
690,1
1.862,6
1.593,5
412,2
503,8
513,3
554,9
26.765,3
460,6
901,4
106,7
291,2
103,2
175,4
P5
21.231,1
13.958,9
106.601,7
168.011
2.556,1
1.309,9
345,6
557,4
779,9
354
P6
20.167,3
27.993,3
47.755,9
66.508,3
659,3
1.125,8
921
1.648,3
387,4
632,4
P7
21.749,8
23.369,8
84.580,3
58.759,3
1.245,8
590,4
976,3
975,4
1.451,1
425,4
P8
12.768,4
19.118,8
179.266
124.039,8
999,7
1.210,1
379,7
514,2
736,1
741,2
P9
34.221,5
45.516,4
59.088,8
97.861,2
755,9
238,8
124,1
1.200,9
461,4
205,9
P10
13.711,4
26.981,8
1.615,4
45.974,8
3.864,1
1.180,5
<LQ
812,9
254,3
340,5
P11
25.662,4
28.229,4
3.812,9
54.628,1
1.221,6
576,1
<LQ
1.461,6
1.029,5
332,7
P12
23.597,2
5.002,2
117.232,4
191.566,7
1.214,9
280,3
546,8
369,5
2.053,6
Pontos de
amostragens
Co
Úmido
Cr
Seco
Úmido
Cu
Ni
Seco
Úmido
Seco
Úmido
Pb
Seco
Úmido
451,3
Zn
Seco
Úmido
Seco
P1
10,9
10,8
76,1
71,3
26,1
33,8
14,1
14,1
10,8
17,5
40,6
47
P2
<LQ
<LQ
16,3
12,2
1,3
5,1
<LQ
<LQ
<LQ
<LQ
20
21,6
P3
4,8
5,6
34,6
39,2
30,7
37,3
6,9
6,5
15,6
30,9
74,3
85,4
P4
<LQ
2,9
10,8
50,5
7,7
50,8
<LQ
11,6
<LQ
117,7
11,9
257,3
P5
6,2
5,7
89,4
51,3
87,9
34,4
16,8
10,4
20
26,5
133
64,6
P6
2,9
5,7
9,4
26,4
10,8
147,7
<LQ
5,6
22,7
62,9
61,2
174,6
P7
23,8
12
72,3
63,9
32,1
27,2
17,3
13,5
29,2
26,3
67,9
59
P8
4,4
5,7
60,9
57,4
17,8
24,1
8,3
9,3
12,1
20,3
52,9
66,2
P9
5,8
2,4
114,5
177,3
61,6
67,7
11,2
16,5
44,9
36,7
76,8
42,5
P10
4,1
5,6
29,6
77,8
24,7
23,8
6,7
11,2
21
38,7
112,4
52,8
P11
8,9
6,6
18,7
33
79,9
24,7
6,5
6,9
40,7
39,5
106
79,1
P12
10,4
<LQ
84
31,4
26,7
8,4
14,4
<LQ
22,4
<LQ
68,9
23
FC: fator de contaminação; FE: fator de enriquecimento; IGEO: índice de geoacumulação; <LQ: limite de quantificação.
772
Mn
Eng Sanit Ambient | v.23 n.4 | jul/ago 2018 | 767-778
Avaliação geoquímica em sistemas fluviais no Quadrilátero Ferrífero
o FE, o P3 e o P10 foram classificados com “Enriquecimento mode-
Ferro
rado”, enquanto o P2 foi considerado com “Enriquecimento signifi-
Os teores de ferro nos sedimentos variaram entre 1.615,3 e
cativo”. Os resultados elevados do FE para P2 e P3 estão associados
400.222,3 mg.kg-1 no período úmido e de 26.765,2 a 340.127,3 mg.kg-1
à atividade de explotação de minério de ferro realizada a montante
no período seco, conforme a Tabela 1. Teores de ferro em sedimentos
desses pontos, que expõe e revolve os afloramentos de rochas dolo-
de 260.000 mg.kg-1 foram reportados por Cunha e Machado (2005) em
míticas do Supergrupo Minas, Grupo Itabira, devido à intensificação
áreas não impactadas ou sob influência antrópica mínima no QF. Estudo
dos processos de intemperismo. Enquanto o valor destacável do FE
de Oliveira (2009) constatou concentração de ferro em sedimentos de até
para o P10 no período chuvoso exibe relação direta do uso de corre-
209.300 mg.kg-1. Nesse mesmo sentido, teor máximo de 427.000 mg.kg-1
tivos agrícolas à base de calcário dolomítico nas plantações de euca-
de ferro em sedimentos foi alcançado por Cruz (2002). Em termos de
lipto e outras culturas e o manejo inapropriado dos solos. Os valores
background para o ferro no QF, apenas o P2 superou o valor sugerido
do IGEO classificaram todos os pontos amostrais como “Não poluído
por Costa (2015) (o valor de referência do ferro é de 281.000 mg.kg-1),
a poluído”; o P10 persistiu em apresentar o maior valor desse índice
cujas concentrações atingidas foram de 400.222,3 a 340.127,4 mg.kg-1
no período úmido.
para as duas campanhas de amostragens. Conforme os resultados do
Tabela 2 – Resultados do fator de contaminação, fator de enriquecimento e índice de geoacumulação para os metais nos sedimentos de fundo da
Bacia Hidrográfica do Rio do Peixe, no período úmido.
Pontos de
amostragens
Al
FC
Ca
FE
IGEO
FC
FE
Fe
IGEO
FC
Mn
FE
IGEO
FC
FE
Ti
IGEO
FC
FE
IGEO
P1
0,2
-
0,0
0,3
1,3
0,1
0,7
3,2
0,1
2,2
10,6
0,4
0,3
1,3
0,1
P2
0,0
-
0,0
0,1
16,9
0,0
1,4
273,0
0,3
0,1
27,1
0,0
0,1
10,3
0,0
P3
0,3
-
0,1
0,6
2,2
0,1
0,5
1,7
0,1
0,2
0,6
0,0
0,4
1,4
0,1
P4
0,2
-
0,0
0,1
0,9
0,0
0,0
0,2
0,0
0,0
0,2
0,0
0,1
0,7
0,0
P5
0,5
-
0,1
0,8
1,7
0,2
0,4
0,8
0,1
0,2
0,5
0,0
0,3
0,7
0,1
P6
0,4
-
0,1
0,2
0,5
0,0
0,2
0,4
0,0
0,1
0,3
0,0
0,9
1,9
0,2
P7
0,5
-
0,1
0,4
0,8
0,1
0,3
0,6
0,1
0,4
0,9
0,1
0,9
1,9
0,2
P8
0,3
-
0,1
0,3
1,1
0,1
0,6
2,3
0,1
0,2
0,8
0,0
0,4
1,3
0,1
P9
0,8
-
0,2
0,2
0,3
0,0
0,2
0,3
0,0
0,1
0,2
0,0
0,1
0,2
0,0
P10
0,3
-
0,1
1,2
4,0
0,2
0,0
0,0
0,0
0,1
0,3
0,0
0,0
0,0
0,0
P11
0,6
-
0,1
0,4
0,7
0,1
0,0
0,0
0,0
0,3
0,6
0,1
0,0
0,0
0,0
P12
0,5
-
0,1
0,4
0,7
0,1
0,4
0,8
0,1
0,6
1,2
0,1
0,5
1,0
0,1
Pontos de
amostragens
Co
FC
FE
Cr
IGEO
FC
FE
Cu
IGEO
FC
FE
Ni
IGEO
FC
Pb
FE
IGEO
FC
Zn
FE
IGEO
FC
FE
IGEO
P1
0,4
1,7
0,1
0,3
1,2
0,1
0,5
2,6
0,1
0,2
0,8
0,0
0,2
1,1
0,0
0,4
1,8
0,1
P2
0,0
0,0
0,0
0,1
10,7
0,0
0,0
5,1
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,2
36,4
0,0
P3
0,2
0,6
0,0
0,1
0,4
0,0
0,6
2,4
0,1
0,1
0,3
0,0
0,3
1,3
0,1
0,7
2,6
0,1
P4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,2
0,0
0,2
1,1
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,1
0,7
0,0
P5
0,2
0,4
0,0
0,3
0,7
0,1
1,8
3,9
0,4
0,2
0,4
0,0
0,4
0,9
0,1
1,3
2,7
0,3
P6
0,1
0,2
0,0
0,0
0,1
0,0
0,2
0,5
0,0
0,0
0,0
0,0
0,5
1,1
0,1
0,6
1,3
0,1
P7
0,8
1,6
0,2
0,2
0,5
0,0
0,7
1,4
0,1
0,2
0,4
0,0
0,6
1,3
0,1
0,6
1,3
0,1
P8
0,1
0,5
0,0
0,2
0,7
0,0
0,4
1,3
0,1
0,1
0,4
0,0
0,3
0,9
0,1
0,5
1,8
0,1
P9
0,2
0,2
0,0
0,4
0,5
0,1
1,3
1,7
0,3
0,1
0,2
0,0
1,0
1,3
0,2
0,7
1,0
0,1
P10
0,1
0,4
0,0
0,1
0,3
0,0
0,5
1,7
0,1
0,1
0,3
0,0
0,5
1,5
0,1
1,1
3,5
0,2
P11
0,3
0,5
0,1
0,1
0,1
0,0
1,7
2,9
0,3
0,1
0,1
0,0
0,9
1,6
0,2
1,0
1,8
0,2
P12
0,3
0,6
0,1
0,3
0,6
0,1
0,6
1,1
0,1
0,2
0,3
0,0
0,5
0,9
0,1
0,7
1,3
0,1
FC: fator de contaminação; FE: fator de enriquecimento; IGEO: índice de geoacumulação.
Eng Sanit Ambient | v.23 n.4 | jul/ago 2018 | 767-778
773
Nascimento, L.P. et al.
FC, o P2 foi enquadrado com “Contaminação moderada”. A aplicação
ferro nos sistemas fluviais da bacia do Rio do Peixe, o manejo e o uso e
do FE possibilitou classificar o P1, o P3 e o P8 com “Enriquecimento
a ocupação do solo inapropriados, aliados aos altos índices pluviométri-
moderado” e o P2 com “Enriquecimento extremamente alto”, conforme
cos, ocasionam maior aporte de ferro para os corpos receptores de água.
Tabelas 2 e 3. Os resultados do IGEO classificaram todos os pontos
Além disso, o transporte de minério de ferro pela linha férrea (Estrada
amostrais como “Não poluído a poluído”. A ocorrência do ferro em
de Ferro Vitória a Minas) em torno do Rio do Peixe e a inexistência de
sedimentos está relacionada basicamente com a goethita, a hematita
mata ciliar favorecem o enriquecimento de ferro nos corpos hídricos
compacta e friável e as formações ferríferas bandadas que ocorrem na
por deposição atmosférica provocada pela ação dos ventos. Parra et al.
área investigada. Porém, valores exacerbados para o P2 possuem rela-
(2007), ao estudarem uma bacia com características semelhantes, tam-
ção direta com as atividades antropogênicas, sendo os resíduos esca-
bém constataram o enriquecimento de ferro pelas atividades minerárias
pados das bacias de rejeitos de explotação e beneficiamento do miné-
exercidas na bacia. Rodrigues et al. (2013) salientam que as concentra-
rio de ferro na cabeceira da área de estudo um dos responsáveis pelo
ções excessivas de Fe para os sistemas fluviais podem favorecer a capa-
enriquecimento desse elemento nos sedimentos para o P2. Porém, a
cidade de adsorção e complexação dos metais tóxicos, devendo, por
atividade minerária não é a única responsável pelo enriquecimento de
isso, assim ser monitoradas frequentemente, especialmente as do P2.
Tabela 3 – Resultado do fator de contaminação, fator de enriquecimento e índice de geoacumulação para os metais nos sedimentos de fundo da
Bacia Hidrográfica do Rio do Peixe, no período seco.
Pontos de
Amostragens
Al
FC
Ca
FE
IGEO
FC
FE
Fe
IGEO
FC
Mn
FE
IGEO
FC
IGEO
FC
FE
IGEO
P1
0,2
-
0,0
0,2
1,1
0,0
0,5
2,2
0,1
1,7
8,2
0,3
0,3
1,4
0,1
P2
0,0
-
0,0
0,1
11,4
0,0
1,2
96,6
0,2
0,2
16,9
0,0
0,1
4,4
0,0
P3
0,3
-
0,1
0,5
2,0
0,1
0,5
2,2
0,1
0,2
0,7
0,0
0,5
1,9
0,1
P4
0,7
-
0,1
0,3
0,4
0,1
0,1
0,1
0,0
0,1
0,1
0,0
0,3
0,4
0,1
P5
0,3
-
0,1
0,4
1,3
0,1
0,6
1,9
0,1
0,1
0,4
0,0
0,5
1,7
0,1
P6
0,6
-
0,1
0,4
0,6
0,1
0,2
0,4
0,0
0,2
0,3
0,0
1,5
2,5
0,3
P7
0,5
-
0,1
0,2
0,4
0,0
0,2
0,4
0,0
0,1
0,3
0,0
0,9
1,8
0,2
P8
0,4
-
0,1
0,4
0,9
0,1
0,4
1,0
0,1
0,2
0,5
0,0
0,5
1,1
0,1
P9
1,0
-
0,2
0,1
0,1
0,0
0,3
0,3
0,1
0,1
0,1
0,0
1,1
1,1
0,2
P10
0,6
-
0,1
0,4
0,6
0,1
0,2
0,3
0,0
0,1
0,2
0,0
0,8
1,3
0,2
P11
0,6
-
0,1
0,2
0,3
0,0
0,2
0,3
0,0
0,1
0,2
0,0
1,4
2,2
0,3
P12
0,1
-
0,0
0,1
0,8
0,0
0,7
6,2
0,1
0,1
1,2
0,0
0,3
3,1
0,1
Pontos de
Amostragens
Co
FC
FE
Cr
IGEO
FC
Cu
FE
IGEO
FC
FE
Ni
IGEO
FC
Pb
FE
IGEO
FC
FE
Zn
IGEO
FC
FE
IGEO
P1
0,4
1,7
0,1
0,2
1,2
0,0
0,7
3,4
0,1
0,2
0,9
0,0
0,4
1,9
0,1
0,4
2,2
0,1
P2
0,0
0,0
0,0
0,0
3,3
0,0
0,1
8,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,2
16,3
0,0
P3
0,2
0,7
0,0
0,1
0,5
0,0
0,8
3,1
0,2
0,1
0,3
0,0
0,7
2,7
0,1
0,8
3,2
0,2
P4
0,1
0,1
0,0
0,2
0,2
0,0
1,1
1,4
0,2
0,1
0,2
0,0
2,6
3,5
0,5
2,4
3,3
0,5
P5
0,2
0,6
0,0
0,2
0,6
0,0
0,7
2,3
0,1
0,1
0,4
0,0
0,6
1,9
0,1
0,6
2,0
0,1
P6
0,2
0,3
0,0
0,1
0,1
0,0
3,1
4,9
0,6
0,1
0,1
0,0
1,4
2,2
0,3
1,7
2,7
0,3
P7
0,4
0,8
0,1
0,2
0,4
0,0
0,6
1,1
0,1
0,2
0,3
0,0
0,6
1,1
0,1
0,6
1,1
0,1
P8
0,2
0,4
0,0
0,2
0,5
0,0
0,5
1,2
0,1
0,1
0,3
0,0
0,4
1,1
0,1
0,6
1,5
0,1
P9
0,1
0,1
0,0
0,6
0,6
0,1
1,4
1,4
0,3
0,2
0,2
0,0
0,8
0,8
0,2
0,4
0,4
0,0
P10
0,2
0,3
0,0
0,3
0,4
0,1
0,5
0,8
0,1
0,1
0,2
0,0
0,9
1,4
0,2
0,5
0,8
0,1
P11
0,2
0,3
0,0
0,1
0,2
0,0
0,5
0,8
0,1
0,1
0,1
0,0
0,9
1,4
0,2
0,8
1,2
0,2
P12
0,0
0,0
0,0
0,1
1,0
0,0
0,2
1,6
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,2
2,0
0,0
FC: fator de contaminação; FE: fator de enriquecimento; IGEO: índice de geoacumulação.
774
FE
Ti
Eng Sanit Ambient | v.23 n.4 | jul/ago 2018 | 767-778
Avaliação geoquímica em sistemas fluviais no Quadrilátero Ferrífero
Manganês
Cobalto
Em geral, as concentrações de manganês nos sedimentos oscilaram entre
As concentrações de cobalto nos sedimentos variaram entre 2,9 e
103,2 e 7270,4 mg.kg-1 no período úmido e de 175,4 a 5.489,6 mg.kg-1
23,8 mg.kg-1 no período úmido e de 2,4 a 12,0 mg.kg-1 no período
no período seco, conforme a Tabela 1. Cruz (2002) e Cunha e Machado
seco, conforme Tabela 1. Em termos de concentração, Cruz (2002)
(2005) identificaram, em áreas sob influência antrópica mínima no QF,
e Mendes (2007) constaram em áreas não impactadas no QF teo-
concentrações de manganês em sedimentos de 8.850 a 12.600 mg.kg-1.
res de 85 a 95,6 mg.kg-1 de cobalto em sedimentos. Oliveira (1999)
Considerando o background do manganês para sedimentos, todos os
ao determinar o teor de cobalto em sedimentos no Parque Estadual
pontos de amostragens ficaram abaixo do valor de manganês proposto
do Itacolomi encontrou valor máximo de 22 mg.kg-1. Rhodes (2010)
por Costa (2015): 3.264 mg.kg , com exceção apenas para o P1, que
e Parra et al. (2007) ao estudarem os teores de cobalto em sedimen-
-1
apresentou teores equivalentes a 7.270,4 a 5.489,6 mg.kg para as duas
tos de bacias com características semelhantes, encontraram valores
campanhas de amostragens. De acordo com os resultados do FC, ape-
de 12,6 a 13,7 mg.kg-1. Em relação ao background, esses teores foram
nas o P1 apresentou “Contaminação moderada”, conforme Tabelas 2 e 3.
inferiores ao valor proposto por Costa (2015) para o cobalto no QF:
Os resultados do FE possibilitaram classificar o P1 com “Enriquecimento
30,72 mg.kg-1, cuja concentração é de 30,72 mg.kg-1. Os resultados do
significativo” e o P2 com “Enriquecimento muito alto”; enquanto o IGEO
FC possibilitaram classificar todos os pontos de amostragens com “Baixa
classificou o P1 com “Não poluído a poluído”. A ocorrência de manga-
contaminação”, conforme Tabelas 2 e 3. As aplicações do FE permiti-
nês nos sedimentos é oriunda do intemperismo de mármores manga-
ram classificar todos os pontos de amostragens com “Deficiência de
nesíferos e itabiritos manganesíferos presentes no Supergrupo Minas,
enriquecimento”. Os valores do IGEO classificaram todos os pontos de
principalmente no Grupo Itabira, mas também nos Grupos Piracicaba
amostragens como “Não poluído a poluído”. As maiores concentrações
e Caraça (DORR, 1969). Mas, apesar de os teores de manganês serem
de cobalto nos sedimentos para o P7 estão associadas aos processos
originados de fontes geogênicas, a atividade minerária localizada a
intempéricos das rochas máficas e metaultramáficas da Formação do
montante do P1, do P2 e do P3 tem provocado revolvimento e exposi-
Grupo Serra Negra. Teores destacáveis de cobalto para o P7 podem
ção do substrato litológico às condições intempéricas, que favorecem
ter tanto associações de fontes geogênicas como antropogênicas, visto
a disponibilização desse elemento para os corpos hídricos da bacia.
que esse ponto de amostragens abriga atividades agropecuárias e silvi-
-1
culturais que podem estar utilizando agroquímicos à base de cobalto.
Titânio
Os teores de titânio nos sedimentos variaram de 57,7 a 976,3 mg.kg-1 no
Cobre
período úmido e de 58,5 a 1.648,3 mg.kg no período seco, conforme a
As concentrações de cobre em sedimentos oscilaram entre 1,3 e
Tabela 1. Em termos de concentração, esses valores foram inferiores ao
87,9 mg.kg-1 no período úmido e de 5,1 a 147,7 mg.kg-1 no período
valor máximo encontrado por Mendes (2007) e Cruz (2002) em áreas
seco, conforme Tabela 1. Valores máximos entre 89 e 123 mg.kg-1 de
não impactadas no QF, cujos teores alcançados variaram de 1.548,9 a
cobre em sedimentos foram relatados por Cunha e Machado (2005) e
-1
3.170 mg.kg . Em relação ao valor de background para o titânio, o P6
Cruz (2002) em regiões não impactadas no QF. Considerando o back-
(1.648,3 mg.kg-1), o P9 (1.200,9 mg.kg-1) e o P11 (1.461,6 mg.kg-1) apre-
ground, esses teores foram inferiores ao valor de background para o
sentaram valores superiores no período seco em relação ao número
cobre no QF preconizado por Costa (2015): 48,34 mg.kg-1, com exce-
sugerido por Costa (2015): 1072,34 mg.kg-1. Os resultados do FC clas-
ção para o P4 (50,8 mg.kg-1), o P5 (87,9 mg.kg-1), o P6 (147,7 mg.kg-1),
sificaram o P6, o P9 e o P11 com “Contaminação moderada”, conforme
o P9 (61,6–67,7 mg.kg-1) e o P11 (79,9 mg.kg-1), que apresentaram
Tabelas 2 e 3. A aplicação do FE permitiu enquadrar o P6, o P11 e o
resultados superiores. A determinação do FC permitiu classificar o
P12 com “Enriquecimento moderado”, e o P2 com “Enriquecimento
P4, o P5, o P9 e o P11 com “Baixa contaminação”, e o P6 com “Baixa
significativo”; enquanto para os resultados do IGEO, a maioria dos
considerável”, conforme Tabelas 2 e 3. A aplicação do FE enquadrou o
pontos foi classificada como “Não poluído a poluído”. Os altos teores
P4, o P7, o P8, o P10 e o P12 com “Deficiência de enriquecimento”; o
de titânio para o P6, o P9 e o P11 revelam relação direta da assinatura
P1, o P3, o P5 e o P11 com “Enriquecimento moderado”; e o P2 com
geoquímica de rochas máficas e ultramáficas, filitos, quartzitos e xis-
“Enriquecimento significativo”. De acordo com o IGEO, todos os pontos
tos da Formação Suíte Borrachudo e do Grupo Serra Negra Litofácies
amostrais foram classificados como “Não poluído a poluído”. Os teores
Metavulcanossedimentar. Porém, a substituição da vegetação nativa por
elevados de cobre para o P4, o P5, o P6, o P9 e o P11 podem ter sido
pastagens em quase 50% do território da bacia provocou a exposição
originados tanto dos processos intempéricos de olivina, piroxênio, anfi-
dos solos e das rochas, que, aliada ao despejo de efluentes domésticos
bólio, biotita, plagioclásio e magnetita como da utilização de sulfato de
das residências, proporcionou a disponibilização desse elemento para os
cobre e do manejo incorreto das atividades agropecuárias e silvicultu-
corpos hídricos da bacia (MATSCHULLAT et al., 2000; COSTA, 2015).
rais, que têm exposto as rochas a acelerado processo de intemperismo.
-1
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Nascimento, L.P. et al.
Níquel
e pegmatitos associadas da Formação Suíte Borrachudos. Porém, teores
Os teores de níquel em sedimentos variaram entre 6,5 e 17,3 mg.kg
-1
elevados de chumbo nos sedimentos para o P4 podem ter associações
no período úmido e de 5,6 a 16,5 mg.kg-1 no período seco, conforme
com o Distrito Industrial de Itabira, localizado a montante do ponto
Tabela 1. Em termos de concentrações, teores máximos de níquel em
de captação de água para abastecimento humano investigado.
sedimentos entre 44 e 100 mg.kg foram constatados por Oliveira (1999)
-1
e Cruz (2002) no QF. Considerando os valores background para o níquel
Zinco
em sedimentos, todos os pontos de amostragem encontram-se com con-
Os teores de zinco em sedimentos variaram entre 11,9 e 133,0 mg.kg-1
centrações inferiores ao preconizado por Costa (2015): 80,12 mg.kg-1.
no período úmido e de 21,6 a 257,3 mg.kg-1 no período seco, con-
Rhodes (2010) e Parra et al. (2007), ao estudarem os teores de níquel
forme Tabela 1. Cruz (2002) e Cunha e Machado (2005) encontra-
em sedimentos de bacias com características semelhantes, encontraram
ram teores máximos de zinco em sedimentos entre 116 e 171 mg.kg-1
valores máximos de até 34,92 mg.kg . Larizzatti, Marques e Silveira
em áreas não impactadas ou sob influência antrópica mínima no QF.
(2014) encontraram no QF teor máximo de níquel nos sedimentos
Considerando o valor de background para o zinco, todos os pon-
de fundo de 23,36 mg.kg-1. De acordo com o FC, todos os pontos de
tos de amostragens encontram-se com concentrações inferiores ao
amostragens apresentaram “Baixa contaminação”, conforme Tabelas 2
preconizado por Costa (2015): 105,40 mg.kg-1. O FC permitiu clas-
e 3. A aplicação do FE permitiu enquadrar todos os pontos de amos-
sificar todos os pontos de amostragens com “Baixa contaminação”,
tragens com “Deficiência de enriquecimento”. Os resultados do IGEO
excetuando-se o P4, o P5, o P6 e o P10, que foram enquadrados com
apontaram ausência de contaminação de níquel para todos os pontos
“Contaminação moderada”, conforme Tabelas 2 e 3. A aplicação do
amostrais, classificando-os como “Não poluídos”. O P1, o P5, o P7 e
FE permitiu classificar o P1, o P2, o P3, o P4, o P5, o P6, o P10 e o
o P9, que apresentaram os maiores teores de níquel em sedimentos,
P12 com “Enriquecimento moderado”, e o P2 com “Enriquecimento
exibem relação direta com os intemperismos de rochas metaultramá-
muito alto”; enquanto o IGEO considerou todos os pontos amostrais
ficas e metamáficas tholeiíticas da Formação do Grupo Serra Negra
como “Não poluído a poluído”. A ocorrência de zinco em sedimentos
Litofácies Metavulcanossedimentar. Porém, não se descarta hipótese
pode ter sido originada nos processos intempéricos de rochas sul-
de utilização de sulfato de níquel como fertilizante nas culturas exis-
fetadas, como calcopirita e esfarelita presentes na área investigada.
tentes nas imediações desses pontos.
Porém, teores elevados de zinco nos sedimentos observados no P4
-1
podem ter associações com o Distrito Industrial de Itabira, locali-
Chumbo
zado a montante desse ponto investigado.
Os teores de chumbo em sedimentos variaram entre 10,8 e 44,9 mg.kg
-1
no período úmido e de 17,5 a 117,7 mg.kg-1 no período seco, conforme
Tabela 1. Cruz (2002) encontrou teor de chumbo em área não impac-
CONCLUSÃO
tada ou sob influência antrópica mínima no QF de até 107 mg.kg-1.
No presente estudo foi possível verificar a distribuição espacial dos
Rhodes (2010) e Parra et al. (2007), ao estudarem os teores de chumbo
metais Al, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Ti e Zn nos sedimentos de
em sedimentos de bacias com características semelhantes, encontra-
fundos na Bacia Hidrográfica do Rio do Peixe. A utilização dos valores
ram valores entre 40,62 e 49,55 mg.kg . Larizzatti, Marques e Silveira
de background regional como subsídio nas investigações ambientais
-1
(2014) encontraram teor máximo de chumbo de até 114,91 mg.kg .
na bacia permitiu identificar os valores anômalos e das fontes polui-
Considerando os valores background para o chumbo, todos os pontos
doras na bacia. As investigações das possíveis interferências antrópi-
de amostragens encontram-se com concentrações inferiores ao pre-
cas na qualidade dos sedimentos de fundo da bacia, a partir da análise
conizado por Costa (2015): 45,4 mg.kg-1, com exceção apenas para o
comparativa dos resultados com o valor de background regional e as
P4 (117,7 mg.kg ) e o P6 (62,9 mg.kg ), que apresentaram concentra-
aplicações dos indicadores de qualidade de sedimentos, mostraram-se
ções superiores. O FC classificou todos os pontos de amostragens com
coerentes entre si.
-1
-1
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-1
“Baixa contaminação”, conforme Tabelas 2 e 3. Já o P4, o P5, o P9 e o
Não foram observadas diferenças destacáveis dos índices calcu-
P11, também pelo FC, foram classificados com “Baixa contaminação”,
lados para os metais em sedimentos entre período chuvoso e período
e o P6 foi considerado com “Baixa considerável”. O FE enquadrou ape-
seco na bacia hidrográfica do Rio do Peixe. Os resultados obtidos
nas o P1 e o P12 com “Deficiência de enriquecimento”, os demais foram
pelos indicadores de qualidade FC, FE e IGEO demonstraram que,
considerados com “Enriquecimento moderado”; enquanto o IGEO
de forma geral, está ocorrendo poluição nos sedimentos por origem
classificou todos os pontos amostrais como “Não poluído a poluído”.
antrópica, principalmente para os metais Ca, Co, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn.
A ocorrência de chumbo em sedimentos da bacia pode ter sido origi-
Valores destacáveis dos indicadores FC, FE e IGEO para o P1, o P2 e o
nada nos processos intempéricos das rochas de álcali-feldspato granito
P3 corroboram a afirmativa de que o revolvimento e a exposição dos
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Avaliação geoquímica em sistemas fluviais no Quadrilátero Ferrífero
substratos litológicos pela atividade minerária, o despejo de efluentes
P11 podem ter influenciado nos teores elevados de Al, Ca, Co, Cu,
domésticos do núcleo urbano de Itabira (sem o devido tratamento) e
Mn nos sedimentos de fundo.
os resíduos das atividades industriais são os prováveis responsáveis
Portanto, conclui-se que as atividades antrópicas realizadas na
pela disponibilização e pelo enriquecimento dos metais Ca, Fe, Mn,
bacia propiciaram a mobilização e a disponibilização dos metais para
Ni, Ti e Zn nos sedimentos. Observou-se aumento de Al, Cu, Ni e
os sistemas fluviais da mesma. Nesse sentido, recomendam-se o moni-
Zn para o P4. Taxas incrementais desses elementos para o P4 mos-
toramento e a fiscalização mais rigorosa para os pontos de amostra-
tram que os resíduos das atividades realizadas no Distrito Industrial
gens que apresentaram valores elevados de FC, FE e IGEO, visto que
de Itabira podem estar favorecendo a contaminação dos sedimen-
quaisquer mudanças que venham a ocorrer em função das atividades
tos nessa área. A exposição e a degradação dos solos, o despejo de
antrópicas podem alterar as condições ambientais e favorecer ainda
efluentes domésticos sem tratamento e os resíduos das atividades
mais a disponibilização dos metais para o sistema hídrico, podendo
agropecuárias e silviculturais no P6, no P7, P8, no P9, no P10 e no
causar danos irreversíveis à população e à cadeia alimentar.
REFERÊNCIAS
ABRAHIM, G.M.S.; PARKER, R.J. (2008) Assessment of heavy
metal enrichment factors and the degree of contamination
in marine sediments from Tamaki Estuary, Auckland, New
Zealand. Environmental Monitoring and Assessment, v. 136, n. 1-3,
p. 227-238. https://doi.org/10.1007/s10661-007-9678-2
ANDRADE, J.A.M. (2000) Geoambiental da Cabeceira do Rio das
velhas - APA Cachoeira das Andorinhas, Ouro Preto, Minas Gerais.
188 f. Dissertação (Mestrado em Evolução Crustal e Recursos
Naturais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto.
CHEN, C.W.; KAO, C.M.; CHEN, C.F.; DONG, C.D. (2007) Distribution
and accumulation of heavy metals in the sediments of Kaohsiung
Harbor, Taiwan. Chemosphere, v. 66, n. 8, p. 1431-1440. https://doi.
org/10.1016/j.chemosphere.2006.09.030
COSTA, A.T. ; NALINI., H.A.; CASTRO., P.T.A.; LENA, J.C.; MORGENSTERN,
P.; FRIESE, K. (2006) Sediment contamination in floodplains and
alluvial terraces as an historical record of gold exploitation in the
Carmo River basin, Southeast Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais,
Brazil. Acta Hydrochimica et Hydrobiologica, v. 34, n. 3, p. 245-256.
https://doi.org/10.1002/aheh.200400625
COSTA, R.D.V.F.D. (2015) Mapeamento geoquímico e estabelecimento
de valores de referência (background) de sedimentos fluviais do
Quadrilátero Ferrífero. 185 f. Tese (Doutorado em Evolução Crustal
e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de
Ouro Preto, Ouro Preto.
CRUZ, L.V. (2002) Avaliação geoquímica ambiental da Estação
Ecológica do Tripuí e adjacências, sudeste do quadrilátero ferrífero
– MG. 147 f. Dissertação (Mestrado em Evolução Crustal e Recursos
Naturais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto.
DORR, J.V.N. (1969) Physiographic, stratigraphic, and structural
development of the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brazil.
Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office.
FRANZ, C.; MAKESCHIN, F.; WEIß, H.; LORZ, C. (2013) Geochemical
signature and properties of sediment sources and alluvial
sediments within the Lago Paranoá catchment, Brasilia DF: A study
on anthropogenic introduced chemical elements in an urban
river basin. Science of the Total Environment, v. 452, n. 452-453,
p. 411-420. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.02.077
GHREFAT, H.A.; ABU-RUKAH, Y.; ROSEN, M.A. (2011) Application
of geoaccumulation index and enrichment factor for assessing
metal contamination in the sediments of Kafrain Dam,
Jordan. Environmental Monitoring and Assessment, v. 178, n. 1-4,
p. 95-109. https://doi.org/10.1007/s10661-010-1675-1
GONÇALVES, G.H.T. (2010) Avaliação geoambiental de bacias
contíguas situadas na área de proteção ambiental Cachoeira das
Andorinhas e floresta estadual do Uaimií, Ouro Preto/MG: diagnóstico
e percepção ambiental. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia
Ambiental) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto.
GRESENS, R.L. (1967) Composition-volume relationships of
metasomatism. Chemical geology, v. 2, p. 47-65. https://doi.
org/10.1016/0009-2541(67)90004-6
HAKANSON, L. (1980) An ecological risk index for aquatic pollution
control. A sedimentological approach. Water Research, v. 14, n. 8,
p. 975-1001. https://doi.org/10.1016/0043-1354(80)90143-8
CUNHA, F.G.; MACHADO, G.J. (2005) Projeto APA Sul RMBH:
geoquímica ambiental, mapas geoquímicos escala 1:225.000. Belo
Horizonte: SEMAD/CPRM. v. 7. 80 p.
HANIF, N.; EQANI, S.A.M.A.S.; ALI, S.M.; CINCINELLI, A.; ALI, N.;
KATSOYIANNIS, I.A.; TANVEER, Z.I.; BOKHARI, H. (2016) Geoaccumulation and enrichment of trace metals in sediments and
their associated risks in the Chenab River, Pakistan. Journal of
Geochemical Exploration, v. 165, p. 62-70. https://doi.org/10.1016/j.
gexplo.2016.02.006
DESCHAMPS, E.; MATSCHULLAT, J. (2007) Arsênio antropogênico
e natural: um estudo em regiões do Quadrilátero Ferrífero. Belo
Horizonte: Fundação Estadual do Meio Ambiente.
LARIZZATTI, J.H.; MARQUES, E.D.; SILVEIRA, F.V. (2014) Mapeamento
Geoquímico do Quadrilátero Ferrífero e seu entorno – MG. Rio de
Janeiro: CPRM. (Informe de Recursos Minerais, Rio de Janeiro, n. 2).
Eng Sanit Ambient | v.23 n.4 | jul/ago 2018 | 767-778
777
Nascimento, L.P. et al.
LOSKA, K.; WIECHULA, D.; KORUS, I. (2004) Metal contamination of
farming soils affected by industry. Environment International, v. 30,
n. 2, p. 159-165. https://doi.org/10.1016/S0160-4120(03)00157-0
Antrópica na Geoquímica de Água e Sedimentos do Rio Conceição,
Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais-Brasil. Geochimica Brasiliensis,
v. 21, n. 1, p. 36-49. https://doi.org/10.21715/gb.v21i1.255
MARENGO, E.; GENNARO, M.C.; ROBOTTI, E.; ROSSANIGO, P.;
RINAUDO, C.; ROZ-GASTALDI, M. (2006) Investigation of anthropic
effects connected with metal ions concentration, organic matter
and grain size in Bormida river sediments. Analytica Chimica Acta,
v. 560, n. 1, p. 172-183. https://doi.org/10.1016/j.aca.2005.11.086
RAURET, G.; LOPEZ-SANCHEZ, J.F.; LUCK, D.; YLI-HALLA, M.;
MUNTAU, H.; QUEVAUVILLER, P. (2001) The certification of the
extractable contents (mass fractions) of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn
in freshwater sediment following sequential extraction procedureBCR 701. Bruxelles: BCR Information European Commission. BCR
Information. Reference Materials Report EUR, 19775.
MATSCHULLAT, J.; BORBA, R.P.; DESCHAMPS, E.; FIGUEIREDO,
B.R.; GABRIO, T.; SCHWENK, M. (2000) Human and environmental
contamination in the Iron Quadrangle, Brazil. Applied Geochemistry,
v. 15, n. 2, p. 181-190. https://doi.org/10.1016/S0883-2927(99)00039-6
MENDES, M.A.M. (2007) Influência antrópica nas características
hidrossedimentológicas e geoquímicas da bacia do ribeirão Caraça,
Quadrilátero Ferrífero, MG. 90 f. Dissertação (Mestrado em Evolução
Crustal e Recursos Naturais) – Universidade Federal de Ouro Preto,
Ouro Preto.
MENDONÇA, F.P.C. (2012) Influência da Mineração na Geoquímica
das Águas Superficiais e dos Sedimentos no Alto Curso da Bacia
do Ribeirão Mata Porcos, Quadrilátero Ferrífero – Minas Gerais. 131
f. Dissertação (Mestrado em Evolução Crustal e Recursos Naturais)
– Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto.
MENESES, I.; RENGER, F.E.; DESCHAMPS, E. (2011) History and
socioeconomy—Iron Quadrangle. In: DESCHAMPS, E.; MATSCHULLAT,
J. Arsenic: natural and anthropogenic. Flórida: CRC Press. v. 4, p. 73-80.
MÜLLER, G. (1969) Index of geoaccumulation in the sediments of
the Rhine River. Geojournal, v. 2, n. 3, p. 108-118.
REIS, D.A.; SANTIAGO, A.F.; NASCIMENTO, L.P.; ROESER,
H.M.P. (2017) Influence of environmental and anthropogenic
factors at the bottom sediments in a Doce River tributary in
Brazil. Environmental Science and Pollution Research, p. 7456-7467.
https://doi.org/10.1007/s11356-017-8443-5
RHODES, V.D.P. (2010) Distribuição de mercúrio e arsênio nos
sedimentos da área afetada por garimpo de ouro – Rio Gualaxo
do Norte, Mariana, MG. 93 f. Dissertação (Mestrado em Evolução
Crustal e Recursos Naturais) – Universidade Federal de Ouro Preto,
Ouro Preto.
RODRIGUES, A.S.L.; MALAFAIA, G.; COSTA, A.T.; NALINI JR., H.A.
(2013) Background values for chemical elements in sediments of
the Gualaxo Do Norte River Basin, MG, Brazil. Revista de Ciências
Ambientais, v. 7, n. 2, p. 15-32.
SALEEM, M.; IQBAL, J.; SHAH, M.H. (2015) Geochemical speciation,
anthropogenic contamination, risk assessment and source
identification of selected metals in freshwater sediments—A case
study from Mangla Lake, Pakistan. Environmental Nanotechnology,
Monitoring & Management, v. 4, p. 27-36. https://doi.org/10.1016/j.
enmm.2015.02.002
OLIVEIRA, M.R. (1999) Investigação da contaminação por metais
pesados no sedimento de corrente e água do Parque Estadual do
Itacolomi, Minas Gerais e arredores. 180 f. Dissertação (Mestrado
em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Universidade Federal
de Ouro Preto, Ouro Preto.
SERVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL (CPRM); COMPANHIA DE
DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO DE MINAS (COMIG). (2014)
Mapa geológico do estado de Minas Gerais. Escala 1:1.000.000.
Belo Horizonte: Convênio COMIG/CPRM.
PARRA, R.R.; ROESER, H.M.P.; LEITE, M.G.P.; NALINI JR., H.A.;
GUIMARÃES, A.T.A.; PEREIRA, J.C.; FRIESE, K. (2007) Influência
UNITED STATES GEOLOGICAL SURVEY (USGS). Disponível em:
<http://earthexplorer.usgs.gov/>. Acesso em: 17 jan. 2015.
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