“Avaliação de sedimento de fundo e relações com a dinâmica do lago do Iraí”

“Avaliação de sedimento de fundo e relações com a dinâmica do lago do Iraí”

• Companhia de Saneamento do Paraná - SANEPAR• Diretoria de Meio Ambiente e Ação Social• Grupo Específico de Consultoria Intercâmbio e Pesquisa (GECIP)

Cleverson V. AndreoliCharles CarneiroEduardo S. Pegorini Otto S. Mäder Netto

Equipe Técnica

ObjetivosGERAL

• Avaliar as características físico-químicas do Reservatório do Iraí e do lodo da Estação de Tratamento de Água, e suas relações.

ESPECÍFICOS

• Monitorar a variabilidade sazonal da composição dos sedimentos de fundo, da água do lago e do lodo da ETA;

• Avaliar a dinâmica e relações entre os parâmetros monitorados (fósforo, carbono, cátions e metais pesados) entre compartimentos do lago;

• Verificar o grau e contaminação do sedimento de fundo por metais pesados;

Rede amostral

PC 501 - Canal de saída da barragem

PC 502 - Tulipa

PC 601

PC 509

PC 501PC 507 PC 506

PC 502

N

PC 601

Pontos amostrais

ETA Iraí

PC 601 - Canal de entrada na ETA Iraí

Flotadores - Lodo

Metodologia de Coleta

Coleta de lodo na ETA

Draga WILDCO 6” para coleta de sedimento de fundo

Coleta pontos do lago

RESULTADOS PARCIAIS

• METAIS PESADOS• SÉRIE DE SÓLIDOS• NUTRIENTES TOTAIS• NUTRIENTES LÁBEIS

Material de Fundo da Barragem

Água

Lodo de ETA

P-extr sedimento (mg dm -3 )

0

10

20

30

40

M J J A S O N D J F M A

PC 507

PC 506

PC 509

PC 502

P-total sedimento (g 100g -1 )

0,00

0,03

0,06

0,09

0,12

0,15


P-total água (ug L -1 )

0

30

60

90

120


NT

VARIAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE P NO LAGO EM FUNÇÃO DO TEMPO

Resultados

Água Superficial Sedimento

» 70% acima 30 g L-1

» meses mais quentes

» teores compatíveis com outros lagos(x = 0,05 g 100g-1)

» PC 509 - estação central

MATRIZ DE CORRELAÇÕES ENTRE AS FORMAS DE P NO RESERVATÓRIO

BAIXA INFLUÊNCIA SOBRE Ptotal NA ÁGUA

Teores Totais - Sedimento

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A

Ca

KMg

Na

PC507 PC506 PC502PC509

COMPORATAMENTO DOS CÁTIONS Ca, Mg, K E Na NO LAGO EM FUNÇÃO DO TEMPO

» K e Na apresentaram altas concentrações iniciais:» alta influência de solo nas coletas iniciais» presença de feldspatos (microclínio) na mineralogia do do sedimento

» Ca e Mg apresentaram-se estáveis e altamente correlacionados

1. Teores totais no sedimento


» não observou-se variação dos cátions em função do pH e Corg.» pH estável mostrou-se estável no sedimento ao longo das amostragens» PC 509 muito superiores de Corg.:

»ponto de baixa hidrodinâmica, favorecendo deposição»reunião das cargas afluentes.

2. Teores trocáveis no sedimentoTeores Trocáveis - Sedimentos

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00


CaKMgpHC %

PC507 PC506 PC502PC509


» valores adequados para corpos hídricos» Mg, Na, K pouco acima de teores em outros lagos brasileiros (ESTEVES, 1998).» contribuições mineralógicas dos feldspatos, presentes na formação geológica das cabeceiras e entorno d bacia

3. Teores totais na coluna d’águaTeores Totais - Água

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00


CaK

MgNa

PC507 PC506 PC502PC509


Correlações entre cátions

Sedimento (teor total) Água (teor total) Sedimento (teor trocável)

Ca K Mg Na pH Ca K Mg Na Ca Mg K C pHCa 1 Ca Ca 1

K 0,21 1 K 0,37 1 Mg 0,57 1Mg 0,70 0,28 1 Mg 0,02 0,01 1 K -0,08 0,24 1Na 0,44 0,90 0,36 1 C -0,04 -0,24 0,15 1pH 0,33 -0,07 0,18 0,04 1

Na -0,01 0,72 -0,03 1 pH 0,39 0,08 -0,15 0,19 1

NOTA: Significância 0,29 (P0,05 )

PC 502

PC 509

PC 507PC 506

N

Silte - Arenosoestação rasa de fortemovimentação de fundo

Areia-Síltico-Argilosoponto profundo com movimentação pela tulipa

Silte-Argilosopontos de profundidademédia e pouca movimentaçãode fundo

CONSTITUIÇÃO DO SEDIMENTO DE FUNDO DO LAGO

-

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A-

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

ST (g.100g-1) SV (%ST) C sPC 507 PC 506 PC 509 PC 502

Teor de Sólidos e Carbono

» Corgânico bastante correlacionado com sólidos voláteis em todos os pontos» Pc 509 maiores concentrações de Corg menor relação ST/SV

CONSTITUIÇÃO DO SEDIMENTO DE FUNDO

-

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00


0 ,0 5

0 ,1 0

0 ,1 5

0 ,2 0

0 ,2 5

Al Fe Mn Ba

PC 507 PC 506 PC 509 P C 502

Al Fe Mn E Ba

» Al, Fe e Mn constituem elementos estruturais» presentes emteores normais para a região» podem ser considerados normais pela pouca idade e

hidrodinâmica do reservatório» Ba apresentou mais elevados nas amostragens iniciais, assim como Na e K

CONSTITUIÇÃO DO SEDIMENTO DE FUNDO

Metais Pesados

-

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00


Zn s Pb s Cr s Cu sPC 507 PC 506 PC 509 PC 502

» Teores pouco superiores aos usuais na RMC para sedimento de rio»Variabilidade natural bastante evidenciada:

»metodologia de coleta»variabilidade espacial

»Picos para Cr que se repetem nas estações amostrais»PC 507 e 509 Zn e Pb apresentam boa correlação

(sedimentos mais finos)

-

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00


2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

As

(mg

kg-1

)

Ni s Co s As sPC 507 PC 506 PC 509 PC 502

Metais Pesados

» Variabilidade semelhante aos outros metais»Co apresentou tendência de maiores concentrações nas

amostragens iniciais»As foi realizada apenas no PC 502 (tulipa)»Cd, Hg e Se não foram verificados acima do LD (3; 0,05 e 1 ppm)

Metais Pesados

-

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

La e

Li (

mg

kg-1

)

-

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

Y(m

g kg

-1)

La s Li s Y s

-

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00


mg

kg-1

V s Sr s Zr sPC 507 PC 506 PC 509 PC 502

Picos iniciais: semelhante Na, K

Projection of the variables on the factor-plane ( 2 x 3)

Active

areia

silte

argila

Zn s

Pb s

Cr s Cu s Ni s

Co s

La s

Li s

Sr s

V s

Y s

Zr s

T s

C s

pH s

Al

Fe

Mn

Ba

ST (%) SF (%)

SV (%)

-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0

Factor 2 : 18,81%

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

Fact

or 3

: 11

,82%

Cases with sum of cosine square >= 0,00

Active

a1

a2

a3 a4

a5a6

a7a8

a9a10

a11a12

c1 c2c3

c4c5

c6

c7

c8c9c10

c11

c12

m1m2

m3

m4m5

m6m7 m8m9

m10m11 m12

t1

t2t3t4

t5

t6

t7t8

t9

t10

t11

t12

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8

Factor 2: 18,81%

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

Fact

or 3

: 11,

82% PC 506

PC 507

PC 509

PC 502

Loadings Scores

ANÁLISE MULTIVARIADA

C, Sv e granulometria mais fina

PC 509: Carbono, Sv e Argila

Frações mais grossas

Maiores teores de metais

Frações siltosas

Projection of the variables on the factor-plane ( 2 x 3)

Active-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0

Factor 2 : 18,81%

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

Fact

or 3

: 11

,82%

Cases with sum of cosine square >= 0,00

Active

a1

a2

a3 a4

a5a6

a7a8

a9a10

a11a12

c1 c2c3

c4c5

c6

c7

c8c9c10

c11

c12

m1m2

m3

m4m5

m6m7 m8m9

m10m11 m12

t1

t2t3t4

t5

t6

t7t8

t9

t10

t11

t12

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8

Factor 2: 18,81%

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7Fa

ctor

3: 1

1,82

% PC 506

PC 507

PC 509

PC 502

SCORES

Metais, Frações mais grossas, Teor de Sólidos

Corg., SV, argila

Elementos estruturaisFrações médias

Areia Silte Argila Zn Pb Cr Cu Ni Co La Li Sr Vs Ys Zrs C org. pH Al Fe Mn Ba St SvAreia 1,00

Silte (0,60) 1,00

Argila (0,33) (0,55) 1,00

Zn (0,09) 0,10 (0,03) 1,00

Pb (0,04) (0,32) 0,42 0,38 1,00

Cr (0,15) 0,02 0,14 0,09 0,28 1,00

Cu (0,11) 0,09 0,00 0,71 0,17 0,23 1,00

Ni (0,15) 0,02 0,13 0,12 0,21 0,75 0,44 1,00

Co (0,00) (0,13) 0,15 0,23 0,53 0,20 (0,05) 0,10 1,00

La (0,19) 0,21 (0,05) 0,20 0,01 0,22 (0,02) 0,11 (0,02) 1,00

Li (0,26) (0,10) 0,40 0,46 0,72 0,15 0,23 0,13 0,47 0,15 1,00

Sr (0,13) 0,31 (0,23) 0,06 0,19 0,04 (0,14) 0,02 0,61 0,06 0,20 1,00

Vs (0,01) (0,16) 0,19 0,31 0,75 0,10 0,02 0,02 0,76 (0,05) 0,74 0,44 1,00

Ys (0,29) 0,20 0,07 0,52 0,40 0,06 0,21 (0,05) 0,21 0,34 0,45 0,20 0,25 1,00

Zrs 0,06 (0,10) 0,05 (0,03) 0,36 0,06 (0,14) (0,10) 0,69 (0,18) 0,43 0,66 0,69 0,19 1,00

Cs (0,43) (0,10) 0,57 0,16 0,28 (0,13) 0,07 (0,07) (0,14) 0,10 0,33 (0,16) 0,04 0,22 (0,16) 1,00

pH (0,20) 0,27 (0,11) (0,03) (0,08) (0,18) (0,09) (0,11) (0,11) 0,18 0,15 0,10 0,02 0,02 0,02 0,19 1,00

Al 0,02 (0,18) 0,19 0,21 0,70 0,51 0,11 0,38 0,44 0,02 0,53 0,24 0,67 0,19 0,36 (0,03) (0,01) 1,00

Fe 0,15 (0,07) (0,07) 0,22 0,57 0,46 0,23 0,44 0,57 (0,12) 0,40 0,36 0,65 0,26 0,51 (0,32) (0,03) 0,76 1,00

Mn 0,04 (0,01) (0,03) 0,03 0,28 0,75 (0,04) 0,38 0,36 0,17 (0,03) 0,15 0,11 0,15 0,12 (0,21) (0,15) 0,44 0,46 1,00

Ba 0,02 0,06 (0,09) (0,02) 0,09 0,13 (0,21) 0,03 0,45 0,60 0,16 0,65 0,31 0,04 0,46 (0,17) 0,11 0,21 0,17 0,20 1,00

St 0,51 (0,02) (0,52) (0,30) (0,33) 0,04 (0,26) (0,12) (0,01) (0,03) (0,36) 0,17 (0,10) (0,31) 0,26 (0,73) (0,06) (0,06) 0,12 0,17 0,28 1,00

Sv (0,29) (0,14) 0,47 0,01 0,17 (0,09) (0,00) (0,05) (0,05) (0,01) 0,34 (0,17) 0,17 (0,02) 0,03 0,67 0,14 (0,02) (0,27) (0,29) (0,09) (0,39) 1,00

Correlações

Principais Correlações

Mn

Al

Fe

Cr

Ni ZnCu

Pb

Co

Argila

CorgSV

» Relações estruturais» Sem influência do pH

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,00

M J J A S O N D J F M A0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

Al Fe Mn Ba

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00


Pb Cr Zn Cu Ni

»Níveis adequados»Grupamentos: 1. Pb, Zn e Cu 2. Ni e Cr

»Níveis adequados»Al e Fe»Ba em níveis baixos

CONSTITUIÇÃO DO LODO DA ETA


» Teores baixos de sólidos ==> não é realizada secagem»Teores de Carbono Variáveis

0

2

4

6

8

10

J J A S O N D J F M A

Sólid

os (g

100

g-1)

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

C or

g. (g

.100

g-1

sólid

os)

ST (%) SV (%ST) C


» Baixos teores de K»Teores normais de Ca, Mg, K e P

Trocáveis/Extraível

0,001,002,003,004,005,006,007,00

J J A S O N D J F M A

mm

olc.

100g

-1

0,0020,0040,0060,0080,00100,00120,00140,00

mg

kg-1

Ca Mg K P

Totais

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40


mg

kg-1

P Ca Mg K Na

Conclusões parciais » Reservatório ainda é muito recente,

apresentando grande variabilidade espacial na formação de sedimentos e grande contribuição de material de solos nas amostragens.

» Maiores deposições de sedimento são encontradas nos pontos de maior estabilidade hidrodinâmica, possibilitando sedimentação de partículas mais finas.

» Porção mais rasa da margem esquerda apresenta grande influência dos ventos na hidrodinâmica possibilitando maior revolvimento do fundo.

» 70 % das amostragens de água apontaram concentração de P para condição hiper-eutrófica.

Conclusões parciais » Embora não se verifique, nas condições atuais,

correlação significativa entre P na água e sedimento, as concentrações de P no sedimento podem contribuir para elevação nos teores de ortofosfatos reativos, especialmente em condições de anoxia de fundo.

» A contribuição de material de solo é evidenciada pelas análises químicas.

» Os níveis de metais apresentam-se um pouco superiores aos teores usuais em rios da RMC , justificados pela maior deposição e contribuição de solo.

» Os níveis de metais em lodo-ETA e sedimento de fundo encontram-se em níveis adequados.

Integração Dinâmica de nutrientes e matéria orgânica PUC-PREstudos hidrológicos – SUDERHSAModelagem - UFPR;

Carga e dinâmica de nutrientes em diversos pontos do reservatório e bacia hidrográfica

Dinâmica limnológica do lago;Correlações elementos como fatores de florações

Ecologia de microrganismosCadeia trófica e dinâmica de elementos

Avaliação Pedologica e Fragilidade da PaisagemTeores naturais de elementos e cargas recentes

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