ESTUDO FÍSICO-QUÍMICO DA ÁGUA DE TRÊS.pdf

5/20/2018 ESTUDO F SICO-QU MICO DA GUA DE TR S.pdf

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UNIVERSIDADE DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CINCIAS EXATAS

MESTRADO EM QUMICA DE PRODUTOS NATURAIS

ESTUDO FSICO-QUMICO DA GUA DE TRS

IGARAPS DA REGIO DO DISTRITO INDUSTRIAL

DE MANAUS - AM

CRISTINE DE MELLO DIAS

Dissertao apresentada Coordenao do

Curso de Mestrado em Qumica de Produtos

Naturais (UA), como parte dos requisitos para

obteno do ttulo de mestre em Qumica de

Produtos Naturais, rea de Concentrao em

Qumica Ambiental.

Manaus

Estado do Amazonas - Brasil

Junho/2001


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UNIVERSIDADE DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CINCIAS EXATAS

MESTRADO EM QUMICA DE PRODUTOS NATURAIS

ESTUDO FSICO-QUMICO DA GUA DE TRS

IGARAPS DA REGIO DO DISTRITO INDUSTRIAL

DE MANAUS - AM

CRISTINE DE MELLO DIAS

Orientador: Dr. GENILSON PEREIRA SANTANA

Dissertao apresentada Coordenao do

Curso de Mestrado em Qumica de Produtos

Naturais (UA), como parte dos requisitos para

obteno do ttulo de mestre em Qumica de

Produtos Naturais, rea de Concentrao em

Qumica Ambiental.

Manaus

Estado do Amazonas - Brasil

Junho/2001


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DIAS, Cristine de Mello

ESTUDO FSICO QUMICO DA GUA DE TRS IGARAPES DAREGIO DO DISTRITO INDUSTRIAL DE MANAUS (AM)

Cristine de Mello Dias

Manaus, FUA, 2001.

Dissertao de Mestrado, 114 p.

1. Qumica Ambiental 2. Distrito Industrial 3. Manaus/AM

4. Igarap 5. E.A.A. 6. Metais Pesados

SINOPSE

Foram coletadas nos meses de maio, julho, setembro e novembro de 2000amostras de gua nos trs principais igaraps do Distrito Industrial de Manaus.

Os resultados mostraram de uma maneira geral que esses igaraps esto com os

valores de pH, temperatura e de concentrao de matria orgnica total alterados

em relao aos igaraps naturais que compem o sistema hdrico de Manaus. Nos

trs igaraps verificou-se tambm que os teores de alguns metais pesados (Zn,

Ni, Cu, Mn, Fe, Pb e Cr) esto acima dos limites recomendados pela resoluo

No 20 de 1986 do CONAMA. E as indstrias do Distrito Industrial so as

principais responsveis pela contaminao dos trs igaraps.

Palavras chave: Distrito Industrial, Manaus, gua, EAA, Igarap, Metais

Pesados

Keywords: Industrial District, Manaus, water, Stream, AAS, Heavy

Metals


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Dedico este trabalho:

Aos meus pais Dias e Dulcy, pelo

apoio e incentivo;Ao Ricardo pelo companheirismo

e compreenso nas horas de

ausncia.


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Agradecimentos

A Deus pela sua presena e pelo seu amor em todas as horas.

Ao professor Dr. Genilson Pereira Santana, pela orientao, amizade e

dedicao durante o desenvolvimento deste trabalho;

minha famlia, pelo apoio fundamental e compreenso em todas as horas.

Central Analtica da Universidade do Amazonas e aos estagirios Alzerina,

Christiane, Fatimrison, Marcelo e Vera, pela ajuda no laboratrio e nas medidas de

espectroscopia de infravermelho e espectrometria de absoro atmica;

Embrapa e aos tcnicos Vitoriano e Concita pela utilizao do

Espectrmetro de Absoro Atmica;

Aos colegas do curso de Mestrado em Qumica de Produtos Naturais pela

amizade e apoio durante todo esse perodo;

A CAPES pela concesso do auxlio financeiro;

Minha gratido a todos, que direta ou indiretamente, contriburam para arealizao deste trabalho;


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Resumo

As guas de trs dos principais igaraps do Distrito Industrial de Manaus foramestudadas, nos meses de maio, julho, setembro e novembro de 2000, sendo

determinados o pH, temperatura, matria orgnica e alguns metais pesados. Em cada

igarap foram retiradas 10 amostras de gua a 50 m de distncia, em mdia. As

medidas de pH, temperatura e matria orgnica foram realizadas no dia da coleta nas

amostras no filtradas. Os metais pesados Fe, Zn, Mn, Ni, Cd, Cr, Cu e Pb foram

determinados por espectrometria de absoro atmica em amostras filtradas em

filtro 0,45 m e no filtradas, sendo pr-concentradas 4 vezes. As funes orgnicas

das estruturas qumicas do material particulados retido no filtro foram caracterizadas

por espectroscopia na regio do infravermelho (IV). Os resultados indicam que cada

igarap, devido atividade antrpica, tem suas propriedades fsicas e qumicas

alteradas de modo particular. No Igarap 03 o valor de pH permaneceu em torno de

6,00, a matria orgnica apresentou bruscas alteraes, com valores entre 1,52 e

11,1 mg L-1

. A temperatura variou bastante nos locais de despejo industrial. Quanto

aos metais pesados, o Fe, Zn e Mn estavam presentes em todas as coletas, j o Ni,

Cu, Cr, e Pb foram detectados somente na segunda coleta. No Igarap 04 as

oscilaes de pH foram de 2,26 a 7,35 e a matria orgnica ao longo do Igarap no

obedeceu a um comportamento padro. Os metais pesados estavam presentes

praticamente em todas as coletas, com exceo do Cu, Cr e Pb que foram detectados

esporadicamente. O Igarap 05 foi caracterizado por uma distribuio

completamente aleatria dos parmetros analisados, tanto ao longo do Igarap

quanto entre as coletas, com exceo da temperatura e das funes orgnicas do

material particulado. O estudo do material particulado por IV mostrou a existncia

de caulinita e matria orgnica em todos os Igaraps. Nos Igaraps 04 e 05 os

espectros indicaram a presena de funes fenlicas e nitrogenadas.

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Abstract

The water of three main streams of the Industrial District in Manaus was

analyzed during the months of May, July, September and November 2000. Ten

samples of each stream were collected every 50 meters, in average.

Determinations of pH, temperature, organic matter and heavy metals were

performed and, with the exception of heavy metals analysis, all were analyzed at

the same day of sampling, in non-filtered samples. The heavy metals Fe, Zn, Mn,

Ni, Cd, Cr and Pb were determined by atomic absorption spectrometry in

samples filtered in the filter 0,45 m and non-filtered, pre-concentrated four

times. The organic functions of chemical structures of colloidal particles were

studied by infrared spectroscopic (IR). The results show that each stream has its

physical and chemical properties altered by anthropogenic activity. The organic

matter ratio between 1.52 and 11.1 mg L-1

. The temperature was highly near the

industrial district. Fe, Zn and Mn were detected in all the samples and Ni, Cu, Cr

and Pb were detected only during the second sampling. In the stream number 4

oscillations of pH (2.26 up to 7.35) were observed and the organic matter values

were not consistent to the expected pattern along the stream. The heavy metals

were detected in all the analyzed samples with the exception of Cu, Cr and Pb

that were sporadically observed. The stream number 5 is characterized by a

random distribution of the analyzed parameters, with the exception of

temperature and organic functions of colloidal particles, that have shown

kaolinite and organic matter in all samples. Sometimes, fenolic and nitrogened

groups were identified.


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1. Introduo

O monitoramento da contaminao em sistemas aquticos exige umacompanhamento constante, principalmente nas grandes cidades. A atividade,

entendida como transformao de recursos naturais em bens teis sociedade,

vem provocando impactos ambientais significativos, tanto como consumidora de

recursos naturais no renovveis quanto como agente poluidor (CASTRO, 2000).

Os reservatrios naturais vm sendo usados como depositrios de uma

variedade de subprodutos, provenientes da atividade antrpica. A presena deelementos potencialmente txicos responsvel por efeitos adversos sobre o

ambiente, com repercusso na economia e na sade pblica. A introduo de

metais, particularmente nos sistemas aquticos ocorre naturalmente atravs de

processos geoqumicos e da atividade humana, que reflexo de sua ampla

utilizao pela indstria (YABE e OLIVEIRA, 1998).

Os efeitos das alteraes das condies naturais de um ambiente aqutico so

maiores em cidades como Manaus, cercadas por rios e igaraps. As conseqncias

dessa poluio representam um grande risco sade pblica.

No caso especfico de Manaus, os igaraps comearam a sofrer os impactos

da urbanizao e modernizao da cidade a partir da metade do sculo XIX,

especialmente com os aterros dos igaraps do centro da cidade. Os problemas de

contaminao aumentaram com a criao da Zona Franca em 1967 devido ao

fluxo migratrio oriundos de todas as partes do Brasil, resultando na expanso de

novas reas de ocupaes urbanas, inclusive as margens dos igaraps (VALLE,

1999).


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Introduo

A atividade industrial tambm foi intensificada s margens dos igaraps,

principalmente prximo ao Igarap do Quarenta. Historicamente este Igarap vem

sendo conhecido pela quantidade de moradores s suas margens e tambm pela

quantidade de lixo domstico e despejo industrial no seu leito (BRANDO, 1999;VALLE, 1998; VALLE, 1999; SILVA, 1992; SILVA & SILVA, 1993 e SILVA,

1996, etc).

Portanto, desde 1992, o Igarap do Quarenta objeto de diversos estudos,

no somente sob os aspectos sociais, mas tambm da qualidade do micro-

ecossistema existente nesta regio. As principais concluses de muitos trabalhos

publicados consideram o Distrito Industrial como foco de poluio por metais

pesados. Restando identificar quais so os metais pesados que esto contaminando

as suas guas e quais indstrias so responsveis por esse processo.

As guas dos igaraps da regio do Distrito Industrial so o principal veculo

de transporte desses elementos, pois os resduos lquidos e particulados so

despejados em seus leitos, na sua maioria, sem qualquer tipo de tratamento.

Uma das consequncias dessa contaminao que em alguns locais j noexistem mais a fauna e flora caractersticas da regio. Hoje, as espcies que

sobrevivem acumulam em seus organismos alguma quantidade de metal pesado

(CASTRO, 2000 e SILVA, 1992).

Em 1998, foi iniciado um estudo mais aprofundado no Distrito Industrial de

Manaus, com o objetivo de detectar o impacto da atividade antrpica nesta rea.

Foram analisados os solos, guas, sedimentos e plantas (gramneas), cujos

resultados mostraram que o micro-ambiente dessa regio est completamente

alterado, com Pb, Cr e Ni distribudos em todas as matrizes estudadas (CASTRO,

2000, SAMPAIO, 2000 e SANTOS, 2000).

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Introduo

Entretanto, esses estudos no realizaram um acompanhamento dos despejos

desses rejeitos da sua periodicidade anual. Normalmente, foram feitas uma ou

duas coletas em locais prximos ao Igarap do Quarenta.

Sendo assim, os resultados apresentados nesta dissertao foram obtidos

durante quatro coletas realizadas no ano de 2000, em trs igaraps localizados na

regio do Distrito Industrial de Manaus.

O objetivo deste trabalho foi identificar e determinar os nveis das possveis

fontes de poluio, bem como atribuir tendncias nas mudanas de

comportamento na estruturao industrial e contribuir para a implementao de

tecnologias de controle da poluio.

A escolha por esse tipo de metodologia foi baseada na importncia histrica

da presena espcies metlicas em guas superficiais que alguns estudos vm

demonstrando, possibilitando o modelamento de emisses e deposio para as

estratgias de controle.

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2. Reviso da Literatura

Desde os primrdios a natureza vem passando por uma srie de modificaes

para adequar aos processos pelos quais ela submetida. Dentre esses processos est

a gua, que cobre quase toda a extenso da Terra (ADRIANO, 2001). Esse lquido,

chamado solvente universal, possui propriedades fsicas e qumicas bem

caractersticas. Devido elevada constante dieltrica, tem capacidade de reagir com

inmeras substncias fazendo com que gua influencie diretamente nos processos

biogeoqumicos, aquticos, atmosfricos, etc. (ANDREWS & KEGLEY, 1998).

A acidez da gua um fator importante na avaliao da sua capacidade em

neutralizar resduos alcalinos ou no tratamento de gua para alimentao de

caldeiras. A solubilidade de muitos minerais aumenta se os valores de pH forem

abaixo de 7,00, dependo da concentrao desses metais no ambiente aqutico pode

ocorrer uma contaminao (MANAHAN, 1999).

A variao de pH em ambientes aquticos pode resultar de cidos fortes ou

fracos de origem natural ou antrpica. Um dos mais importantes cidos presentes no

ambiente aqutico o cido carbnico. Este cido proveniente da dissoluo derochas carbonceas (calcrios), da dissoluo do CO2 da atmosfera e gerado pela

respirao dos organismos (BAIRD, 1995).

A alcalinidade natural geralmente provm de ons carbonatos, bicarbonatos e

hidrxidos, segundo as seguintes reaes:

HCO3- + H+ CO2 + H2O

CO32- + H+ HCO3

-

OH- + H+ H2O


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Reviso da literatura

A capacidade de tamponamento em sistemas de guas naturais, em muitos

casos, est diretamente relacionada s chuvas cidas. Alguns corpos dgua tm

maior resistncia chuva cida do que outros. guas de reas de granito contm

normalmente muito poucos sais dissolvidos que podem agir como tampes. Assim, agua tem baixa capacidade de tamponamento e pouco provvel que a acidez seja

atribuda chuva cida. Por outro lado, guas correntes de reas calcreas podem

neutralizar a acidificao devido elevada concentrao de carbonatos dissolvidos

na gua (HOWARD, 1998).

Em sistemas naturais, a habilidade da gua de armazenar calor e a energia

requerida para sua evaporao exerce importante funo na preservao da

temperatura dos corpos dgua. relativamente difcil alterar a temperatura da gua

devido sua alta capacidade calorfica (4,19 kJ kg1 K-1) e temperatura de

vaporizao (2.260 kJ kg-1) (HOWARD, 1998).

O aumento da temperatura provoca um decrscimo da quantidade de gases

dissolvidos na gua, principalmente o oxignio. Da o surgimento de bolhas de ar

durante o aquecimento da gua, antes mesmo de entrar em ebulio.

Os elementos trao so encontrados nos corpos dgua (Tabela 2.1). Muitos

desses elementos no permanecem solubilizados por muito tempo, e so acumulados

normalmente em sedimentos ou plantas. Para avaliar a poluio por elementos trao,

necessrio verificar a concentrao, intervalo de tempo de introduo desses

metais, a forma fsica e qumica em que eles se encontram na natureza (Tabela 2.2).

Todos esses fatores inter-relacionados vo determinar as concentraes desses

elementos nos sistemas aquticos, e sua disponibilidade relativa, distribuio etoxidade. Em termos de biodisponibilidade, o fator mais importante a forma

qumica em que o elemento se encontra em soluo. A formao e a existncia de

determinada forma qumica depende geralmente do pH, solubilidade, temperatura e

da natureza das espcies qumicas (FIFIELD & HAINES, 1997).

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Tabela 2.1.- Concentraes de elementos trao em gua pura, rios e oceanos.

Concentrao (g dm-3)Elemento trao

Lagos Rios Oceano

Li 10 12 200B 10 10 5000Al 10 50 2Ti 5 10 1V 0,5 1 2,5Cr 1 1 0,05Mn 10 7 0,2Fe 500 40 2Co 0,05 0,2 0,02

Ni 0,5 0,3 0,5Cu 3 5 2

Zn 15 20 10As 0,5 2 3Se 0,2 0,2 0,1Br 15 20 7000Rb 1 20 120Sr 70 60 8000Mo 0,5 1 10Cd 0,03 0,02 0,1Sb 0,2 0,3 0,2I 2 10 60

Cs 0,02 0,04 0,1Hg 0,07 0,007 0,03Pb 1 3 0,03

Adaptada de FIFIELD & HAINES, 1997.

Dependendo da forma qumica os elementos trao podem ser extremamente

txicos, como o caso do crmio. O Cr6+ pode provocar cncer pulmonar ao

contrrio do Cr3+

que praticamente inerte (HUHEEY et al., 1993). Algunselementos trao tornam-se mais biodisponveis de acordo com o meio em que se

encontram. O Pb um exemplo, sua concentrao nas guas do mar e dos rios

muito baixa. Entretanto, em condies cidas, o Pb elementar pode ser liberado para

o meio atravs da reao:

2Pb + O2+ 4H+2Pb 2++ 2H2O

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A absoro de Pb maior em guas contendo pouco bicarbonato de clcio

devido acidez dessas guas, e particularmente porque guas duras contm nions

formadores de sais de Pb insolveis, como PbCO3 e PbSO4. Os sintomas por

intoxicao por Pb so anemia, anorexia, dores abdominais e distrbios no sistemaneurolgico (COX, 1995).

Tabela 2.2 Espcies qumicas mais comuns encontradas em guas naturais

Elementos Trao Espcies qumicasLi Li +

B B(OH)3, [B(OH)4]-

Al Al(H2O)6 3+Al(OH)4 -Cr Cr(OH)2(H2O)4

+, CrO4-2, Cr3+, Cr6+

Mn Mn2+, Mn2+SO42-, MnCl+

Fe [Fe(OH)2]+, [Fe(OH)4]

-

Co Co2+

Ni Ni2+Cu Cu2+, Cu(OH)+, Cu2+SO4

2-, Cu2+CO32-

Zn Zn(OH)+, Zn(OH)2, ZnCl+, ZnCl2, ZnCO3, Zn

2+

Se Se(IV), Se(VI)Rb Rb+

Mo MoO42-

Cd CdCl+,CdCl2, CdCl3+,Cd2+

Cs Cs+

Hg HgCl2, HgCl3-, HgCl4

2-, HgOHCl, Hg(OH)2Pb Pb2+, PbCO3, PbCl

+, PbCl2, PbCl3-, Pb(OH)+,

Pb(OH)2, Pb(OH)3-, Pb(OH)4

2+, Pb4(OH)44+

Adaptada de FIFIELD & HAINES, 1997.

Existem cerca de vinte elementos que em nveis de trao so consideradostxicos para os humanos, entre eles o Hg, Cd, Pb, As, Mn, Tl, Cr, Ni, Se, Te, Sb, Be,

Co, Mo, Sn, W e V. Os 10 primeiros so utilizados na indstria e, por isso so os

mais estudados do ponto de vista toxicolgico. Tais elementos reagem com

macromolculas e com ligantes presentes em membranas. Essa propriedade permite

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a bioacumulao desses elementos e provoca distrbios nos processos metablicos

dos seres vivos (TAVARES & CARVALHO, 1992).

Os primeiros metais identificados como sendo bioacumulativos e txicos por

exposio ambiental foram o Hg, Pb e Cd, todos trs pesados. Portanto, todos os

outros elementos apresentando tal comportamento foram enquadrados dentro desta

terminologia (MATTHEWS, 1984). Fazendo com que muitos autores relacionassem

o termo metal pesado com os efeitos txicos causados em plantas e animais.

Sendo assim, o selnio (semimetal), o flor (ametal) e o alumnio (metal

extremamente leve) foram classificados erroneamente como metal pesado; (LAKE,

1987a e 1987b e EGREJA FILHO, 1993).

Para ROUSSEAUX (1989), os metais pesados so aqueles que podem formar

sulfetos insolveis na presena de H2S. Porm, Zn, Cr e outros classificados como

metais pesados, no precipitam nessas condies (VOGEL, 1981). Existem ainda

autores que definem esses elementos baseando-se na densidade. Segundo

TAVARES & CARVALHO (1992), metal pesado aquele que apresenta alto peso

especfico. COKER & MATTHEWS (1983) consideram metal pesado aquele cuja

densidade superior a 5,0 g cm-3, totalizando aproximadamente 40 elementos.

GARCIA, et al.(1990) estabelecem uma densidade mnima de 4,5 g cm-3para que o

metal seja classificado como pesado.

De qualquer forma, metal pesado no significa necessariamente metal txico,

j que muitos so essenciais vida na terra, encontrando-se geralmente em

concentraes naturais na faixa de ppm ou ppb. Outros no exercem nenhuma

funo conhecida no ciclo biolgico e esto na faixa de ppb ou ppt. Entretanto, emambos os casos, a presena de concentraes de metais pesados, acima das naturais,

passa do tolervel ao txico.

Do ponto de vista biolgico, os elementos trao so melhores classificados

como essenciais, no-essenciais e txicos. Para o ser humano, os essenciais so

aqueles que causam anomalias em caso de deficincia: As, Co, Cr, Cu, F, Fe, Mn,8


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Mo, Ni, Se, Si, Sn, V e Zn. Alguns elementos no essenciais encontrados nos fluidos

e tecidos do corpo so: Li, B, Ge, Rb, Sr. E o Cd, Hg e Pb so classificados como

txicos (COX, 1995).

Alm dos processos naturais que ocorrem nas guas, existe tambm o homem,

adicionando condies diferentes ao meio ambiente. No passado as modificaes

eram realizadas sem nenhum critrio com diversos modelos de desenvolvimento.

Os modelos de desenvolvimento adotados pelo homem para a agricultura, a

pecuria, a indstria e os centros urbanos no levaram em conta o ambiente. Nas

ltimas dcadas, as substncias qumicas de origem antrpica tm sido uma das

principais preocupaes dos programas de monitoramento ambiental em todo omundo. Especialmente em ambiente aqutico, onde se tem verificado a presena de

uma srie de produtos orgnicos e inorgnicos provenientes de atividades industriais

e agrcolas, bem como do processo de urbanizao na rea das bacias hidrogrficas

(YABE & OLIVEIRA, 1998 e RESENDE et al.,1997).

2.1. Caractersticas fsicas e qumicas em ambientes aquticos

Os vrios tipos de rochas tm sido continuamente sujeitos a vrios processos

fsicos e qumicos, os quais resultam na formao de camadas de solo ou sedimento.

Estes por sua vez transformam-se em substratos terrestres e aquticos para plantas,

que absorvem, deslocam e, em alguns casos, acumulam elementos para o seu

desenvolvimento. Ao longo de todo esse percurso natural, a gua importante fontede transportede elementos trao.

O ambiente aqutico envolve os organismos vivos e em decomposio,

substncias qumicas dissolvidas ou adsorvidas, sedimento e solo em contato com a

gua e material particulado em suspenso. Este ltimo componente exerce grande

influncia na distribuio e biodisponibilidade de metais pesados.9


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Define-se como material particulado em guas, a frao de slidos em

suspenso, retidos por um filtro de membrana de 0,45 m, enquanto que o filtrado

contm os chamados ons dissolvidos. Esta uma definio operacional j que

existem partculas com dimetros menores em gua, seja de natureza inorgnica(argila e outros silicatos; oxihidratos de Fe, Al, Mn) ou orgnica (bactrias,

polissacardeos, compostos hmicos) (MIEKELEY, 1991).

A argila considerada a mais importante classe dos minerais que ocorrem

como matria coloidal em ambientes aquticos, sendo constituda basicamente de

alumnio hidratado e xido de silcio (Al2(OH)4Si2O5). O Fe e o Mn geralmente

esto associados aos minerais presentes na argila, principalmente na caulinita.

Quando esses minerais formam uma camada externa de carga negativa, os ons

metlicos so atrados e substituem o Al3+e o Si4+(MANAHAN, 1999).

O material particulado suspenso um agregado de componentes biticos e

abiticos. Em muitos sistemas representa algumas combinaes de material

inorgnico como argila, xidos e hidrxidos metlicos, e matria orgnica

(GRASSI, 2000). Devido sua considervel rea superficial e densidade de stios

ativos, algumas dessas espcies particuladas possuem alta capacidade de soro paraons metlicos e outras espcies.

Os ons metlicos polivalentes tm um elevado potencial inico e forte

tendncia hidrlise, so os que mais fortemente se associam ao material

particulado. A associao de um on metlico s partculas em suspenso pode

ocorrer de forma irreversvel. Isso faz com que a matria particulada apresente

propriedades qumica e de transporte muito distintas, quando comparada com a

frao em soluo, sendo considerada quimicamente a mais reativa (MIEKELEY,

1991).

Todas as guas naturais contm matria orgnica. Protenas, aminocidos,

gorduras, ligninas, restos de plantas e animais, entre outros, so decompostos

continuamente, tanto durante a vida dos organismos quanto durante a sua

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deteriorizao. Os produtos de degradao e os compostos formados pela

reassociao desses fragmentos geram uma mistura de complexos de compostos

orgnicos dissolvidos em gua. Essa matria orgnica abrange um grande intervalo

de peso molecular, desde as totalmente solveis de baixo peso molecular at ospolmeros, colides e partculas naturais de alto peso molecular (HOWARD, 1998).

Em alguns casos so naturais, em outros tm sido introduzidas por fontes

externas como esgotos, poluio industrial e resduos atmosfricos. A matria

orgnica natural dissolvida em gua proveniente do produto de transformao de

material biognico e excretas de organismos vivos, que so decompostos em

substncias menores por bactrias e processos qumicos (HOWARD, 1998).

Geralmente aceitvel que a maioria das partculas, em sistemas aquticos

ricos em matria orgnica, seja retida principalmente pelas substncias hmicas

(TIPPING, 1981). A matria orgnica natural contm stios hidrofbicos e

hidroflicos. Preferencialmente as estruturas hidroflicas das substncias hmicas so

agrupadas s partculas superficiais. Os slidos suspensos naturais usualmente tm

uma camada orgnica particulada, que corresponde de 2 a 3% dos slidos totais

(GRASSI et al., 2000).

Estudos a cerca da estrutura da matria orgnica mostram uma complexa

mistura de molculas aromticas pobres em nitrognio, altamente cidas e derivadas

dos tecidos das plantas. A caracterizao de matria orgnica dissolvida em gua

envolve vrias propriedades qumicas como peso molecular, capacidade de interao

do metal, tcnica espectroscpica e composio do elemento.

A determinao de matria orgnica particulada em gua geralmente abrange

vrias caractersticas como composio qumica e distribuio de carbono estvel,

ou em anlises de grandes classes de compostos como carboidratos ou aminocidos.

(HEDGES, 1994).

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Igualmente s partculas de solo, os slidos suspensos em gua naturais

tambm tm caractersticas superficiais dependentes de pH, que influenciam na

reao com prtons e com certos grupos funcionais de substncias hmicas

(EVANS, 1989 e SPOSITO, 1984). Dessa forma o pH um fator importante nasolubilidade e disponibilidade de metais no ambiente aqutico, alm de exercer forte

influncia na adsoro de metais em superfcies de xidos e hidrxidos de Fe e Mn.

De maneira geral, a solubilidade dos metais diminui com o aumento do pH.

GRASSI, et al. (1997) analisando amostras de gua observaram que um maior

percentual de Cu permanece em soluo sob valores de pH mais baixos. Cerca de

75% do Cu estava presente na fase dissolvida em pH 3,00 enquanto que na faixa de

pH entre 7,00 e 9,00 a absoro do metal no material particulado mxima,

atingindo 99%.

SILVA, et al. (2000) compararam a capacidade de complexao do Cu em

ambientes aquticos diferentes, analisando a influncia do pH e do material

particulado e dissolvido. Os resultados mostraram que: i) os ambientes compostos

de guas pretas apresentaram menor capacidade de complexao, apesar do alto teor

de matria orgnica; ii) os rios de guas brancas, com variveis fsico-qumicas

semelhantes, apresentaram capacidade de complexao bastante diferenciadas e iii)

variao da capacidade de complexao em amostras filtradas e no filtradas. Esses

fatores indicam que o tipo de material particulado presente no meio exerce grande

influncia no mecanismo de interao entre o Cu e os stios de ligao.

GRASSI, et al. (2000), analisaram a partio do Cu usando uma camada de

xido de alumnio nos cidos hmicos como um modelo de fase aqutica. Mostroua forte influncia do pH, concentrao de slidos e concentrao de matria orgnica

na adsoro desse metal pesado. Observaram tambm que a maior adsoro de Cu

ocorre quando o pH est prximo do neutro, a quantidade de matria orgnica

particulada e a concentrao de slido so elevadas.

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Os tributrios do rio Amazonas, com baixa concentrao de slidos

dissolvidos, apresentou teores de Cu variando entre 6 e 37 nmol kg-1 em estudo

realizado por BOYLE (1979). As maiores concentraes foram encontradas

prximas a foz do rio Amazonas e na regio de Napo, sendo neste ltimo casoproveniente do intemperismo da regio montanhosa do Equador.

A partio de Zn e Pb em amostras de rio foi analisada por MLLER & SIGG

(1990) citado por GRASSI, et al.(2000). As constantes de estabilidade condicional,

capacidade de ligao e coeficientes de distribuio indicaram comportamentos

semelhantes entre os dois metais. Os componentes responsveis pela adsoro s

partculas foram identificados como matria orgnica e xidos de Fe e Mn.

2.2. Contaminao por metais pesados em ambiente aquticos no

Brasil

O Brasil um pas privilegiado por possuir uma infinidade de riquezas

naturais, principalmente com respeito quantidade de gua. Devido falta de

cuidados, a contaminao por metais pesados praticamente se espalhou por todo o

pas. Desde do evento da ECO 92 (Conferncia das Naes Unidas para o

Desenvolvimento e Meio Ambiente realizada no Rio de Janeiro), o interesse dos

pesquisadores brasileiros sobre os nveis de contaminao por esses elementos vem

crescendo rapidamente. Em praticamente todas as universidades federais existe pelo

um pesquisador que determina as concentraes de metais pesados em diversos

materiais (cabelo, solos, sedimentos, gua, ao, etc.). Especificamente sobre a

determinao de metais pesados em guas brasileiras existem diversos trabalhos

publicados na literatura.

Em 1995, JORDO, et al. atriburam as altas concentraes de Zn, Cd, Pb e

Cu, principalmente contaminao industrial, no sendo descartado a poluio de

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esgotos domsticos e outras fontes antrpicas nas guas do Igarap das Trs Pontes

(MG).

O rio Piracicaba, localizado tambm em Minas Gerais, foi estudado por

OBERD, et al. (1995), que encontraram Cd em uma concentrao cerca de 40

vezes acima do permitido pelo CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente -

Resoluo 20/86).

AMARAL & CAMPOS (1995) verificaram os nveis de contaminao por Cd,

Pb e Al na gua de consumo da cidade de Campos (RJ), rio Paraba do Sul. O estudo

foi realizado utilizando a espectrometria de absoro atmica, cujos resultados

revelaram apenas o Al 3 vezes acima dos limites permitidos pelo Conselho Nacionalde Meio Ambiente.

YABE & OLIVEIRA (1998) estudando a bacia do Igarap Cambe (Londrina

Norte do Paran) observaram que durante todo ano de 1997 no percurso do Igarap

havia a presena sistemtica dos elementos Pb, Ni, Cd, Cr e Cu, introduzidos por

fontes provenientes da urbanizao e industrializao. Esses autores tambm

encontraram os elementos Fe, Al, Mn, Ca e Mg, existentes em partculas, que eramtransportadas pelas guas do Igarap.

ANDRADE, et al. (1998) estudando os efeitos causados pelo despejo de

indstrias txteis no Rio Piautinga (Sergipe) verificaram que a entrada dos efluentes

causa eutrofizao do sistema, ocorrendo a desnitrificao e perda de nitrognio para

a atmosfera como N2, N2O e NH3. Essas caractersticas fizeram com que a

populao de fitoplancton fosse reduzida.

JORDO, et al.(1999) estudaram a emisso de crmio nas guas de igaraps

prximos a indstrias de curtumes da Zona da Mata (Minas Gerais). Os seus

resultados mostraram que essas indstrias esto contaminando as guas dos igaraps

da regio. Os coeficientes de distribuio obtidos indicam que boa parte do

transporte desse elemento se deve s formas insolveis.

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Na ilha de Santa Catarina, localizada geograficamente distante das maiores

fontes antrpicas de metais, sujeita apenas a fontes pontuais de contaminao

(esgotos domsticos, aterro sanitrio, uso de pesticidas, tintas utilizadas pelos

barcos-anti-encrustantes), foram detectados concentraes muito altas de Cu e Cd,no complexados e complexados com ligantes orgnicos existentes na guas

(BENDO et al., 2000).

LIMA, et al.(2000) estudaram as concentraes de Cu e Pb no rio Tubaro

(SC), os seus resultados mostraram que a biota aqutica desse Rio estava totalmente

modificada devido aos nveis de contaminao pelos dois elementos. Em

praticamente todos os pontos coletados os dois metais pesados foram encontrados.

Nas concluses do trabalho revelam que o lazer, turismo e a produo de camares

estavam muito prejudicados.

GRAA, et al.(2000) avaliaram a quantidade de Fe total e Cd em amostras

de gua do Igarap do Pntano (Alfenas MG) chegaram a concluso de que as

concentraes de Cd estavam acima dos limites permitidos pelo CONAMA. As

causas dessa contaminao foram atribudas a atividade txtil da regio.

2.2.1. Poluio de metais pesados em Manaus

A micro bacia do Igarap do Quarenta, possui 38 Km de extenso, largura

mdia de 6 metros, profundidade mdia de 50 cm e uma rea total de

aproximadamente 4.320 hectares (SOUZA, 1999).

O Igarap do Quarenta faz parte da Bacia Hidrogrfica de Educandos, temnascente no bairro do Zumbi, a nordeste da cidade de Manaus e foz localizada

prximo Avenida Sete de Setembro, sudoeste de Manaus. Neste ponto ocorre o

encontro com os Igaraps da Cachoeirinha e do Mestre Chico, formando ento a

Bacia de Educandos, a qual desgua no Rio Negro (VALLE, 1999).

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23/118


Desde 1900, com o perodo ureo da borracha, os igaraps de Manaus vm

sendo utilizados para processos de ocupao humana. Especialmente a partir da

criao da Zona Franca em 1967 e da instalao do Distrito Industrial esse processo

no Igarap do Quarenta foi intensificado, totalizando 1.128 habitantes em 1998(SOUZA, 1999).

Desde o incio da dcada de 90 vrios estudos tm sido realizados neste

Igarap, principalmente na rea do Distrito Industrial. Os resultados obtidos at o

momento mostram que as principais caractersticas fsicas e qumicas, tanto do meio

bitico como do meio abitico, esto alteradas.

Uma das principais preocupaes a presena de metais pesados, os quaispodem ser absorvidos por elementos constituintes desse ecossistema, como por

exemplo, a vegetao. Todas as plantas respondem a aumentos na concentrao de

metais pesados de acordo com a sensibilidade individual, intensidade de exposio e

a forma em que o metal se encontra (BAKER & WALKER, 1989).

Estudos revelam que certas plantas aquticas so capazes de absorver, atravs

de suas razes, substncias orgnicas, nutrientes e metais. A espcie de aguapEichhomia crassipes a que apresenta maior capacidade de absoro de vrios

metais (LEITE & SANTOS, 1997).

Anlises qumicas de duas gramneas (Dichorisandra sp e Paspalum sp),

coletadas ao longo das margens do Igarap do Quarenta, mostraram que o Fe, Zn,

Cu, Mg e Ca apresentaram teores significativos, distribudos entre as trs partes das

plantas (raiz, caule e folhas). O Cu apresentou concentraes mais elevadas nas

razes, o Fe nas raizes e caulees, o Mg nas folhas e o Zn, Cr e Pb nas trs partes das

plantas. De maneira geral, a distribuio dos metais pesados mostrou predominncia

de Zn na primeira coleta (fevereiro/1999) e de Fe na segunda coleta (maio/1999). Os

resultados indicaram tambm que o Cu e o Zn estavam sendo absorvidos em teores

acima dos necessrios para as gramneas (CASTRO & SANTANA, 2000).

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24/118


Os metais pesados Cu, Cr, Zn, Cd e Pb foram determinados por SILVA (1992)

em duas espcies de peixes do Igarap do Quarenta. Uma das espcies era carnvora

(Hoplias malabaricus) e a outra detritvora (Hoplosternum littorale). Os teores de

Cd e Pb no indicaram contaminao evidente, sendo encontrados apenas em umdos quatro meses de coleta. As concentraes mais elevadas foram de Zn (81,46

g.L-1) e Cu (79,48 g.L-1). Os teores de metais pesados encontrados nos peixes

mostraram-se bastante superiores aos encontrados nas mesmas espcies de peixes

estudadas em igaraps no contaminados.

Desses elementos, o que mais preocupa o Cu, pois a concentrao mxima

permitida pela Secretaria Nacional de Vigilncia Sanitria de 30,0 g.L-1. O

mesmo autor ressalta ainda, a alta toxidade de Cu na biota aqutica do Igarap do

Quarenta, pois as vrias formas desse metal causam efeito txico diretamente em

algumas espcies aquticas, enquanto outras so afetadas indiretamente por

mudanas nas interaes das comunidades.

SILVA (1996) determinou a concentrao de metais pesados (Fe, Mn, Cr, Cu,

Co, Ni, Cd e Zn) em sedimento de fundo e material em suspenso do Igarap do

Quarenta e Igarap do Barro Branco (no poludo). Os elementos Fe e Mn no

mostraram enriquecimento e nem acumulao nos ambientes estudados. Segundo o

autor, isso se deve, provavelmente, facilidade em serem adsorvidos ao material

particulado, principalmente s partculas cristalinas, sendo transportados ao longo

dos igaraps.

Esse estudo mostrou, ainda, que os metais Cr, Cu, Ni, e Zn, contidos no

material em suspenso do Igarap do Quarenta, possuam valores de concentraoacima dos encontrados nessa mesma regio, sugerindo a influncia antrpica das

indstrias de galvanoplastia na contaminao deste igarap.

Em relao aos sedimentos de fundo, a partio geoqumica do Zn mostrou que

esse metal encontrava-se associado principalmente aos xidos e hidrxidos de Fe-

Mn. E que aproximadamente 90% do Cu estava disponvel para ser incorporado pela17


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biota aqutica. Este elemento no mostrou tendncia a se acumular no perfil dos

sedimentos indicando, mais uma vez, sua alta disponibilidade biolgica no Igarap

do Quarenta.

Esses dados supem uma relao entre os trabalhos de SILVA (1992) e SILVA

(1996). Baseando-se no fato de o Cu geralmente estar associado s partculas

potencialmente mveis e, segundo CAMPOS (1990) citado por SILVA (1992), tais

partculas constiturem a principal fonte de alimentos de peixes detritvoros, pode-se

considerar o Cu como um dos principais agente poluidores do Igarap do Quarenta.

VALLE (1998) em uma avaliao fsica e qumica dos solos da bacia do

Igarap do Quarenta, determinou a concentrao dos metais pesados Co, Cr, Cu, Fe,Mn, Ni, Pb e Zn, na frao trocvel em dois perodos de amostragem. Os resultados

revelaram que no perodo de estiagem (setembro/1997) os teores de Cu e Pb

estavam acima dos encontrados em solos da mesma regio. Essas concentraes

mostraram-se menores no perodo chuvoso (maio/1997). Em contrapartida, o Zn

apresentou nveis mais elevados no perodo seco, devido reduo do volume de

gua.

Em suas concluses, VALLE (1998) no considerou alguns parmetros que

interferem na mobilidade dos metais pesados presentes no solo. Segundo VAN PUT

et al.(1994) (citado por NEZ et al., 1999) a liberao de metais pesados do solo

pode ocorrer atravs de mudanas fsico-qumicas no meio, tais como: fora inica,

pH e potencial de oxirreduo. Desses processos, os dois ltimos so os mais

importantes na solubilidade dos metais adsorvidos na superfcie de xidos de Fe e

Mn.

SAMPAIO (2000) realizou a caracterizao fsica e qumica dos sedimentos de

cinco igaraps na rea do Distrito Industrial. Os metais Fe, Zn, Mn e Cu foram

determinados na frao total dos sedimentos, sendo a maior parte associada frao

trocvel (pH entre 2,60 e 10,0). Somente o Fe estava presente em todas as fraes

trocvel nas diversas faixas de pH, principalmente no intervalo de 2,00 - 3,00.18


26/118


Esse estudo revelou tambm que, ao contrrio do Fe, a distribuio de Zn no

foi permanente em todos os intervalos de pH, sendo a maior concentrao em pH

4,00 6,00. Isso de deve solubilidade do Zn2+ que depende da constante de

equilbrio da reao (LINDSAY, 1979):

em que

As vrias formas em que o Zn pode estar presente no ambiente aqutico

possibilitam a mobilidade desse metal dependendo do pH. Isso porque o Zn(OH)2

solvel tanto em meio cido, quanto em meio bsico formando zincatos

(ALEXEV, 1982).

Zn2+ + 2OH Zn(OH)2

Zn(OH)2 + 2H+ Zn2+ + 2H2O

H2ZnO2 + 2OH- ZnO2

2- + 2H2O

ou

Finalmente, SAMPAIO (2000) determinou tambm os metais pesados Cu, Cd,Zn, Mn, Fe, Pb e Cr em gua dos mesmos igaraps. Os metais Cu, Mn e Fe estavam

presentes em praticamente todos os pontos de coleta em nveis acima dos permitidos

pela resoluo 020/86 do CONAMA. O Fe o que apresenta maiores concentraes,

seguido do Cu e Mn. O Zn foi encontrado somente em dois igaraps e o Cr em

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27/118


apenas um igarap, ambos em teores acima dos recomendados pelo CONAMA. O

Cd e o Pb estavam abaixo do limite de deteco da tcnica.

Esse trabalho ressalta ainda que as guas, anteriormente classificadas como

escuras, hoje se enquadram nos critrios de guas claras, devido reduo dos

teores de matria orgnica e aumento dos valores de pH.

Segundo SIOLI (1985), a caracterstica natural da gua do Igarap do Quarenta

corresponde aos rios de gua preta. Essa caracterstica ainda pode ser observada na

rea da nascente at as proximidades do Bairro Armando Mendes II. A partir desse

ponto a colorao da gua sofre alteraes quando recebe dejetos dos conjuntos

habitacionais e do Distrito Industrial.

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3. Metodologia

3.1. Coleta das amostras

Para a realizao deste trabalho foram coletadas nos meses de maio, julho,

setembro e novembro de 2000, amostras de gua em 3 igaraps afluentes do Igarap

do Quarenta, localizado na regio do Distrito Industrial de Manaus. Como os

igaraps no tinham nomes oficiais, neste trabalho receberam a designao de 03, 04

e 05, conforme mostra a Figura 3.1. O Igarap 03 est localizado prximo rua

Cupiba, o Igarap 04 prximo rua Ip e o Igarap 05 est situado prximo rua

Abiurana.

Figura 3.1 Regio onde foram coletadas as amostras de gua.


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Metodologia

Em cada igarap foram escolhidos 10 pontos de coleta distantes 50 m um do

outro. A maior parte desses pontos de amostragens foi escolhida na rea do Distrito

Industrial e alguns nas proximidades do Igarap do Quarenta. Assim poder-se-ia

avaliar a distribuio das substncias ao longo de cada igarap e verificar suascontribuies para o Igarap do Quarenta.

As amostras de gua foram coletadas em uma profundidade de 10 cm,

armazenadas em garrafas plsticas de polietileno, previamente lavadas com HNO3, e

levadas imediatamente ao laboratrio para anlises posteriores. Somente os valores

de temperatura foram medidos em campo.

O clima da regio amaznica quente e mido, pois devido sua baixalatitude, os raios solares tendem verticalidade em todas as pocas do ano. Portanto,

a regio possui duas estaes bem definidas: seca e chuvosa, reguladas pela

pluviosidade e no pela temperatura. A estao chuvosa tem incio em novembro

estendendo-se at o ms de abril. Os outros meses do ano so caracterizados pela

estao seca, quando predominam chuvas de carter convectivo geralmente de

grande intensidade e curta durao (DINIZ, 1986).

O ndice pluviomtrico mensal medido pelo Instituto Nacional de

Meteorologia durante o ano de 20001foi bastante variado e pode ser observado na

Figura 3.2. Os valores de temperatura obtidos pelo mesmo Instituto apresentaram

carter crescente no decorrer do ano, sendo os maiores valores observados no

perodo de seca (Figura 3.3).

22

1Dados obtidos atravs do endereo eletrnico: www.inmet.gov.br


30/118

Metodologia

0

50

100

150

200

250

300

350400

450

500

Pluviosidade(mm)

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov DezMeses

Figura 3.2 ndice pluviomtrico (mm) do ano de 2000 em Manaus, medido pelo

Instituto Nacional de Meteorologia.

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

Temperatura(oC)

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Meses

Figura 3.3 Temperatura mdia (C) do ano de 2000 em Manaus, medida pelo

Instituto Nacional de Meteorologia.

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31/118

Metodologia

3.2. Procedimento

Algumas anlises foram realizadas em amostras no filtradas e outras em

amostras filtradas em membrana HA, em ster de celulose com 0,45 m de poro e

47 mm de dimetro. Nas amostras no filtradas foram medidos os valores de pH,

matria orgnica e metais pesados. Nas amostras filtradas foram determinadas

somente as concentraes de metais pesados.

3.2.1. Determinao de pH

Os valores de pH das amostras no filtradas foram medidos no mesmo dia da

coleta utilizando-se pHmetro digital HANNA instruments.

3.2.2. Determinao de Matria Orgnica Total

Os teores de matria orgnica das amostras no filtradas tambm foram obtidosno mesmo dia da coleta , utilizando-se a determinao por dicromatometria com o

seguinte procedimento (BAUMGARTEN et al., 1996):

3.2.2.1. Volatilizao dos cloretos da amostra - mediu-se 50 mL da

amostra de gua em pipeta volumtrica e transferiu-se para um

erlenmeyer, onde se adicionou 1 mL de H3PO4concentrado, sendo

imediatamente aquecido a 105 5

o

C por 30 minutos;

3.2.2.2. Oxidao e titulao da amostra - adicionaram-se ao

erlenmeyer contendo a amostra 10 mL da soluo oxidante

(K2Cr2O7/H2SO4 a 0,100 mol L-1) e aqueceu-se por mais 60

minutos. O erlenmeyer foi deixado em repouso at completo

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32/118

Metodologia

resfriamento e, posteriormente a mistura foi titulada com sulfato

ferroso amoniacal, usando a difenilamina como indicador;

3.2.2.3. Determinao do branco - mediu-se 50 mL de gua destilada

em pipeta volumtrica, transferiu-se para um erlenmeyer, seguindo

os procedimentos de volatilizao de cloretos e de oxidao e

titulao da amostra;

3.2.2.4. Determinao do rendimento do processo de oxidao -

utilizou-se uma soluo padro de glicose pura (C6H12O6) e

prosseguiu-se a anlise a partir do processo de oxidao e titulao

da amostra. A alquota utilizada no processo corresponde 1.200

g de carbono de glicose. Este valor foi utilizado para o clculo da

concentrao de carbono orgnico total.

3.2.3. Determinao de metais em gua por Espectrometria de

Absoro Atmica.

Para esta anlise foram utilizadas amostras no-filtradas e amostras filtradas.

Uma alquota de 100 mL de cada amostra de gua foi transferida para um

bquer de 250 mL. O volume da amostra foi reduzido quarta parte em chapa

aquecedora, a uma temperatura de 110 5 oC. Adicionaram-se 10 mL de HNO3

concentrado ao bquer e aqueceu-se novamente. O volume final do bquer foi

transferido para um balo de 25,0 mL e seu volume completado com gua

desionizada. As amostras foram armazenadas em recipientes plsticos de PVC,

previamente limpos com HNO3, para determinao dos metais.

Os metais Zn, Mn, Fe, Cr, Ni, Pb, Cu e Cd, foram analisados por

espectroscopia de absoro atmica (Perkin Elmer, modelo ASS 3300) pelo mtodo

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33/118

Metodologia

direto. Na determinao de todos os elementos foi utilizado corretor de fundo e

chama de ar/acetileno.

3.2.4. Espectroscopia na regio do infravermelho

Os resduos retidos nas membranas 0,45 m foram secados em estufa a 100 oC

por duas horas, resfriados em dessecador e determinados na forma de discos

prensados com KBr. Esses discos foram preparados pela mistura pulverizada em

gral de gata, com cerca de 1,00 mg de amostra e 100,0 mg de KBr.

Os espectros foram obtidos em um aparelho Perkin Elmer FT-IR Spectrum

2000, sendo efetuadas em mdia 10 varreduras de 400 a 4000 cm -1, com resoluo

espectral de 4 cm-1.

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4. Estudo do Igarap 03

4.1. Descrio dos locais de coleta

As quatro coletas foram caracterizadas pela presena de guas escuras com

gramneas e aguaps nas margens do Igarap 03, alm de odor desagradvel de

esgoto em toda sua extenso. Alguns pontos de coleta encontravam-se poludos com

lixo principalmente plsticos, sacos de polipropileno, isopor, pneu, papelo, etc. Os

pontos de coleta 4, 5 e 6 diferenciavam dos outros locais de amostragem por estarem

localizados em rea encharcada, cujo leito possua maior profundidade e maior

quantidade de aguaps nas margens.

Algumas peculiaridades quanto vegetao, odor e cor da gua e presena de

espuma, observadas durante as coletas, so mostradas no Quadro 4.1.

Quadro 4.1 Caractersticas de alguns pontos de coleta do Igarap 3 observadas

durante as coletas.

Coleta Descrio

Primeira

(maio)

gua marrom, com espuma (pontos 2 e 3), rea encharcadacom aguaps e gramneas ao redor (pontos 4 a 7) e gua claracom leo e forte odor de solvente (ponto 9 Figura 4.1 a).

Segunda

(julho)

gua marrom com algumas algas na superfcie e aguap nasmargens do Igarap. Presena de espuma aps queda dguano ponto de coleta 3 (Figura 4.1 b)

Terceira

(setembro)

Maior quantidade de aguap nas margens e algas na superfcie(ponto 4 Figura 4.1 c). Igarap menos encharcado e comleito mais estreito (pontos 4 a 7).

Quarta(novembro)

Superfcie do Igarap completamente coberta com algas epredominncia de aguap nas margens (Figura 4.1 d).


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Estudo do Igarap 03

(a) (b)

(c) (d)

Figura 4.1 Caractersticas do Igarap 03 (a) Presena de leo durante a

primeira coleta, (b) presena de espuma (c) rea encharcada com

algumas algas e (d) grande quantidade de algas na superfcie do

Igarap.

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Estudo do Igarap 03

4.2. Resultados e discusso

No Igarap 03 os pontos de amostragem 8, 9 e 10 so locais utilizados para

despejo de rejeitos de algumas indstrias do Distrito Industrial de Manaus. A Tabela4.1 mostra os resultados de alguns parmetros fsicos e qumicos obtidos na coleta

realizada em maio (primeira coleta).

Os valores de pH variaram de 6,60 a 7,05 ao longo do Igarap 03. Os pontos de

coleta 8, 9 e 10 apresentaram valores de pH dentro dos limites exigidos pelo

Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) resoluo No020/861(Apndice

01) para lanamentos de efluentes nos corpos dgua.

Tabela 4.1- Alguns parmetros fsicos e qumicos do Igarap 03 obtidos durante a

primeira coleta (maio).

Pontos de coleta M.O. (mg L-1) Temperatura (oC) pH

1 11,1 (1,0) 26,0 6,892 11,1 (8) 26,0 6,923 9,40 (9) 26,0 6,914 11,9 (7) 26,0 6,725 15,9 (6) 26,0 6,756 9,23 (8) 26,0 6,737 5,90 (7) 26,5 6,698* 22,7 (8) 28,0 6,609* 24,0 (0) 30,0 7,05

10* 9,15 (7) 32,0 6,67

*Prximo a esgoto industrial M.O. = matria orgnicaOs nmeros entre parnteses representam o desvio padro de triplicataO sentido do fluxo do Igarap do ponto de coleta 10 ao ponto de coleta 1

1Todas as citaes do CONAMA nesta dissertao referem-se Resoluo No20 de 18 de junho de 1986.

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Estudo do Igarap 03

Todos os valores de pH determinados na gua do Igarap 03 esto acima dos

encontrados em igaraps naturais existentes em Manaus desde a dcada de 50.

SIOLI (1956 e 1968), citado por SILVA (1996), encontrou valores de pH entre 3,7 e

7,8. SHIMIDT (1972) e CAMPOS (1994) encontraram valores de pH variando de3,3 a 5,9 em igaraps da rodovia BR-174 nas proximidades de Manaus. SILVA

(1992) estudando o Igarap do Candir encontrou valores de pH entre 4,2 e 5,5.

SILVA (1996) encontrou valores de pH entre 3,7 e 5,5 no Igarap do Barro Branco

situado na Reserva Florestal Adolfo Ducke. E SAMPAIO (2000) encontrou valores

entre 4,30 e 6,73 nos igaraps do Distrito Industrial.

Ao comparamos os resultados determinados para o pH (Tabela 4.1) com os

valores de igaraps que sofreram ao antrpica na cidade de Manaus (Tabela 4.2),

verifica-se que os igaraps do Distrito Industrial possuem valores de pH mais

elevados. Vale ressaltar o tipo de atividade antrpica nessa regio. No Distrito

Industrial, uma das principais fontes de poluentes a galvanoplastia, cujo processo

industrial envolve solues bsicas.

Tabela 4.2- Valores de pH encontrados em Igaraps de Manaus que sofrem a ao

da atividade antrpica.

Igarap Faixa de pH Referncia

Matrinx 4,50 6,85 BARRONCAS (1999)Bolvia 5,97 6,49 BARRONCAS (1999)

Regio do Distrito* 4,43 5,83 SAMPAIO (2000)Quarenta 6,55 6,73 SAMPAIO (2000)Quarenta 4,90 6,40 SILVA (1996)Quarenta 6,00 6,25 SILVA (1992)

Puraqueqara** 4,70 5,30 GOMES et al(1999)

* Igaraps existentes no Distrito Industrial** Bacia Hidrogrfica

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Estudo do Igarap 03

Durante a primeira coleta a temperatura da gua permaneceu estvel em

26,0 oC ao longo do Igarap 03 (pontos de coleta 1-7). Nos pontos de coleta 8, 9 e

10 a temperatura aumentou de 2 a 6 oC. Esses resultados so comparveis aos

encontrados h quatro anos no Igarap do Quarenta, que tem o Igarap 03 comoafluente. SILVA (1996) observou valores mnimos de 27,5 1,0 oC e valores

mximos de 28,0 0,8 oC no Igarap do Quarenta. Sendo os maiores valores

encontrados prximos a Secretaria de Educao do Amazonas (SEDUC-AM), onde

no havia cobertura vegetal e as menores temperaturas prximas ao conjunto

residencial Nova Repblica, onde existiam espcies de palmeiras.

Outro parmetro que estava alterado neste Igarap era a quantidade de matria

orgnica total na gua (Tabela 4.1). Os teores encontrados so baixos em relao a

quantidade de matria orgnica presente em guas pretas (26,6 mg L-1 SHIMIDT,

1972), comuns em igaraps naturais de Manaus. Comparando os teores de matria

orgnica dos pontos de amostragem 1 e 2 com os valores encontrados por

SAMPAIO (2000) no mesmo local, 12,9 mg L-1 verifica-se que os valores no

variaram significativamente.

As anlises qumicas de alguns metais pesados foram realizadas na fraes

filtrada em filtro de 0,45 m de poro e na frao no filtrada. O objetivo desse

procedimento foi verificar a variao na composio qumica dos colides presentes

na gua. Uma vez que existe uma grande variedade de substncias orgnicas,

materiais inorgnicos e poluentes que ocorrem nesta forma em guas naturais e

esgotos em geral (MANAHAN,1999).

Na anlise qumica dos metais (Fe, Zn, Mn, Ni, Cu, Cr, Pb e Cd), realizada em

maio, as concentraes de Cu, Cr, Pb e Cd estavam abaixo do limite de deteco da

tcnica. A Tabela 4.3 mostra os resultados encontrados para o Fe, Zn e o Mn.

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Estudo do Igarap 03

Tabela 4.3- Teores mdios em mg L-1de Fe, Zn e Mn nas amostras de gua filtradas

e no filtradas do Igarap 03, obtidos na primeira coleta (maio).

Fe Zn MnPontos de

coleta NF F NF F NF F

1 18,3 (0) 0,301 (50) n.d. n.d. 0,190 (27) n.d.2 16,9 (5) n.d. 0,261 (43) n.d. 0,144 (21) n.d.3 21,7 (3) n.d. 0,169 (30) n.d. 0,235 (0) n.d.4 20,2 (0) 0,214 (203) 0,145 (0) 0,137 (0) 0,203 (0) n.d.5 15,8 (0) 0,214 (186) n.d. n.d. 0,176 (0) 0,153 (21)6 17,9 (4) n.d. 0,153 (8) 0,109 (100) 0,176 (0) 0,095 (0)7 2,67 (20) n.d. 0,359 (237) 0,182 (0) 0,135 (0) 0,095 (0)8* 1,48 (3) n.d. 0,451 (93) 0,345 (76) n.d. n.d.9* 4,97 (0) 0,740 (72) 0,160 (33) n.d. 0,144 (21) n.d.10* 28,0 (2,0) n.d. 0,853 (106) 0,381 (51) 0,298 (14) 0,276 (21)

NF = no filtrado F = filtrado n.d. = no detectado * Prximo a esgoto industrialOs nmeros entre parnteses representam o desvio padro de triplicata

Em uma anlise dos resultados ao longo do Igarap 03 (principalmente os

pontos de coleta 7 a 1) observa-se a presena de Fe, Zn e Mn basicamente na frao

no filtrada, indicando que esses trs elementos faziam parte das partculas presentes

na gua, cujo tamanho maior do que 0,45 m. A presena de metais pesados em

material particulado devido as suas propriedades qumicas bastante comum

(SANTOS FILHA et al., 1997) . Nos pontos de amostragem 8, 9 e 10, prximos aos

esgotos industriais, detectou-se os maiores valores de concentrao nas duas fraes

(filtrada e no filtrada). Porm, nesses trs pontos de coleta as concentraes no

ultrapassaram os limites permitidos pelo CONAMA para lanamento de rejeitos nos

corpos dgua.

A distribuio de Zn nas guas tambm depende do valor de pH. Segundo

FIFIELD & HAINES (1997), essa caracterstica se deve basicamente forma em

que o Zn pode estar presente (Zn2+, Zn(OH)+, Zn(OH)2, ZnCl+, ZnCl2 e ZnCO3).

32


40/118

Estudo do Igarap 03

Como o valor de pH na maioria dos pontos de coleta do Igarap 03 permaneceu em

torno de 7,00, a forma qumica que prevalece o Zn2+(LINDSAY, 1979).

As concentraes de Fe na frao no filtrada so caracterizadas por uma

distribuio aleatria, onde o menor valor (1,48 3 mg L-1) foi detectado no ponto

de coleta 8 e o maior valor (28,0 2,0 mg L-1) encontrado no ponto de coleta 10. O

comportamento de Fe muito diversificado em ambientes aquticos, dependendo do

valor de pH do meio. Sua tendncia reduzir para Fe2+formando, principalmente

dmeros, trmeros, etc. (CORNEL & SCHWERTMANN, 1996).

Em 1999, SAMPAIO (2000) realizou medidas de alguns metais pesados (Cu,

Cd, Zn, Mn, Fe, Pb e Cr) neste Igarap, no ms de fevereiro. Apenas o Fe foi

encontrado com valor de 26,2 0,7 mg L-1. Este valor est acima dos teores de Fe

encontrados nos pontos de coleta 1 e 2 (Tabela 4.3), localizados na rea onde foram

coletadas as amostras estudadas pelo mesmo autor.

A formao geolgica e as condies climticas da regio permitem que

apenas a caulinita prevalea como uma das principais fases mineralgicas. Alguns

estudos dessas caulinitas mostram que o Fe est presente em alta concentrao nasua estrutura (SOMBROEK, 1966 e CHIBA, 1980). SANTOS (2000), ao

caracterizar mineralogicamente o solo da regio do Distrito Industrial, observou que

as caulinitas eram aperidicas com grau de intemperismo avanado. Este fato

poderia explicar porque as concentraes desse elemento geralmente so maiores

nas amostras no filtradas, uma vez que o Fe na Amaznia est presente em

pequenas quantidades (CHAVES, 2001).

O Fe, Mn e Zn esto normalmente ligados rede cristalina de sulfetos,

carbonatos, oxi-hidrxidos, xidos e/ou silicatos. Esses compostos constituem os

minerais da frao trocvel da frao argila. Dependendo do valor de pH, os

33


41/118

Estudo do Igarap 03

elementos qumicos que fazem parte da estrutura qumica desses minerais so

facilmente liberados para o meio (ALLOWAY, 1990).

No intuito de identificar as substncias orgnicas presentes nos resduos que

ficaram retidos no papel de filtro millipore 0,45 m, foram realizadas medidas

espectroscpicas na regio do infravermelho. Todos os pontos de coleta do Igarap

03 apresentaram as mesmas funes. A Figura 4.2 mostra um espectro

representativo das medidas de todos os pontos de coleta do Igarap 03.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 50060

65

70

75

80

85

90

95

100

Transmitncia(%)

Nmero de ondas (cm-1)

Figura 4.2- Espectro de infravermelho do resduo do filtro de 0,45 m do Igarap

03, obtido na primeira coleta (maio).

O espectro de infravermelho revelou bandas fortes em 3696, 3654 e 3621 cm-1

que correspondem s vibraes de estiramentos de grupos O-H. Em 1098, 1035 e

1012 cm-1existem bandas intensas que podem ser atribudas aos estiramentos de Si-

34


42/118

Estudo do Igarap 03

O-Si. A banda em 915 cm-1 proveniente das vibraes atribudas s deformaes

de grupos O-H ligados camada interna e as localizadas camada interna de

argilominerais do tipo 1:1. A existncia de duas bandas de pouca intensidade em 791

e 751 cm

-1

caracterizam a deformao Si-O-Al. As bandas em 541, 470 e 429 cm

-1

podem ser atribudas deformao Al-O-Al. O conjunto dessas bandas caracteriza a

presena de caulinita na amostra (SILVERSTEIN et al., 1994).

Alm das bandas relativas caulinita, os espectros na regio do infravermelho

apresentaram bandas em 2925 e 2856 cm-1correspondentes ao estiramento C-H de

grupos alifticos. Em 1638 cm-1 existe uma banda que pode ser atribuda ao

estiramento assimtrico do on COO-. Na regio de 1375 cm-1aparece uma banda

que pode ser proveniente de estiramentos C-N de grupos amidas e/ou aminas, que

tambm pode ser atribuda estiramentos simtricos de COO -. Os valores das

vibraes das bandas so tpicos de substncias orgnicas presentes no resduo.

Provavelmente parte dessas substncias so cidos hmicos, cidos flvicos (POPPI

& TALAMONI, 1992), ou derivados deles adsorvidos nas partculas. Tais

substncias so comuns em guas pretas da regio amaznica (KCHLER et al.,

2000).

O ponto de coleta 10, que um local de despejo industrial, ao que tudo indica

foi desativado a partir da segunda coleta (julho). Por isso, no foi possvel realizar as

anlises dessas amostras nas coletas seguintes. Portanto, o rejeito industrial

despejado neste ponto de coleta no influiu mais nas caractersticas da gua do

Igarap.

O estudo realizado no ms de julho de 2000 (Tabela 4.4) mostrou que osvalores de pH variaram em torno de 0,3 unidades em relao ao ms de maio, a

temperatura reduziu cerca de 1,78 0,62 oC e os pontos de coleta 8 e 9 continuaram

apresentando os maiores valores de temperatura. O rejeito industrial despejado no

ponto de coleta 8 aumentou 6,4 oC a temperatura mdia da gua do Igarap (24,6

35


43/118

Estudo do Igarap 03

0,3 oC). Este acrscimo foi superior ao limite mximo indicado pelo CONAMA para

lanamento de rejeitos nos corpos dgua, que de 4 oC acima da temperatura do

corpo receptor.

O teor de matria orgnica total reduziu drasticamente em todo o Igarap 03,

com exceo do ponto de coleta 9, cujo valor foi duas vezes maior que na primeira

coleta.

Tabela 4.4 - Alguns parmetros fsicos e qumicos do Igarap 03, obtidos durante a

segunda coleta (julho).


1 4,29 (3) 24,5 6,642 5,89 (99) 24,5 6,543 4,76 (24) 24,0 6,564 5,37 (70) 24,5 6,445 2,99 (3) 25,0 6,456 3,25 (9) 24,5 6,417 1,30 (0) 25,0 6,49

8* 8,31 (4) 31,0 6,389* 53,3 (4) 27,5 5,26

* Prximo a esgoto industrial M.O. = matria orgnicaOs nmeros entre parnteses representam o desvio padro de triplicata

A anlise de metais pesados (Fe, Zn, Mn, Ni, Cu, Cr, Pb e Cd) da segunda

coleta (Tabelas 4.5 e 4.6) foi caracterizada pela presena de Fe, Zn, Mn, Ni, Cr e Cu

na gua do Igarap 03. As concentraes de Cd e Pb estavam abaixo do limite de

deteco da tcnica.

36


44/118

Estudo do Igarap 03

Os teores determinados para o Fe, Zn e o Mn so praticamente os mesmos

encontrados na primeira coleta, sendo que as amostras filtradas apresentaram

concentraes ligeiramente maiores (Tabela 4.5). Esses teores no ultrapassam os

limites permitidos pelo CONAMA para despejo de efluentes nos corpos dgua.Porm, esto acima dos valores mximos admissveis para guas de Classe 2,

destinadas ao abastecimento domstico, recreao, irrigao e aquicultura.

As indstrias localizadas nas proximidades do Igarap podem estar

contribuindo para essa contaminao, uma vez que os elementos Fe, Zn e Mn

existem naturalmente neste ecossistema devido ao intemperismo dos minerais

presentes no solo.

Ao comparar as amostras filtradas e no filtradas observou-se a presena de Ni,

Cr e Cu nas duas fraes e, em alguns casos, na mesma proporo. A deteco de

Ni, Cr e Cu, nesta coleta, mostra a alterao da composio qumica de ons

metlicos do Igarap 03 em relao ao ms de maio. Os teores de Cu e Ni estavam

acima dos limites recomendados pelo CONAMA.

Durante as coletas foi observado contato direto da populao, principalmentecrianas, com a gua dos Igaraps estudados. Esses fatos podem introduzir excesso

de Cu no corpo humano, podendo desativar enzimas que contm grupos S-H, reduzir

a proporo de enzimas transportadoras de eltrons, epilepsia, melanoma, artrite

reumatide, entre outras leses (SARGENTELLI et al., 1996).

De acordo com os resultados das anlises qumicas de metais pesados da

segunda coleta ao longo do Igarap 03, o Cr estava ausente em alguns pontos de

coleta, principalmente nos pontos 7, 8 e 9 (Tabela 4.6). Desses pontos, os dois

ltimos esto localizados prximo de esgoto industrial. A ausncia de Cr nesses

pontos de coleta indica que as empresas que fazem uso desse sistema de descarga

no utilizam o Cr em seus processos.

37


45/118

Estudo do Igarap 03

Tabela 4.5 Teores mdios em mg L-1 de Fe, Zn e Mn nas amostras de gua

filtradas e no filtradas do Igarap 03, obtidos na segunda coleta

(julho).

Fe Zn MnPontos decoleta NF F NF F NF F

1 15,6 (0) 9,56 (2,5) 0,151 (0) 0,075 ((0) 0,186 (110) 0,019 (0)2 15,6 (0) 9,02 (0) 0,130 (0) 0,109 (0) 0,186 () 0,040 (0)3 13,9 (0) 7,38 (0) 0,239 (88) 0,251 (42) 0,207 (0) 0,019 (0)4 15,0 (2,5) 5,74 (0) 0,149 (33) 0,158 (0) 0,193 (32) 0,019 (0)5 12,3 (0) 9,02 (0) 0,608 (398) 0,146 (14) 0,110 (32) 0,019 (0)6 13,9 (0) 5,74 (1,6) 0,151 (0) 0,165 (66) 0,124 (42) n.d.

7 12,3 (0) 5,74 (0,95) 0,571 (554) 0,144 (0) 0,103 (880) n.d.8* 15,6 (1,6) 7,38 (0) 1,31 (10) 0,761 (71) 0,159 (32) 0,131 (32)9* 3,62 (43) 1,74 (8) 0,728 (37) 0,742 (0) 0,103 (21) 0,103 (0)

NF = no filtrado F = filtrado n.d. = no detectado *Prximo a esgoto industrialOs nmeros entre parnteses representam o desvio padro de triplicata

Tabela 4.6 Teores mdios em mg L-1 de Ni, Cr e Cu nas amostras de gua

filtradas e no filtradas do Igarap 03, obtidos na segunda coleta

(julho).

Pontos de Ni Cr Cu

Coleta NF F NF F NF F

1 0,254 (59) 0,305 (0) 0,091 (0) 0,184 (0) 0,086 (0) 0,057 (0)2 0,305 (0) 0,267 (0) 0,091 (0) 0,091 (0) 0,067 (44) 0,067 (44)3 0,305 (0) 0,382 (44) 0,091 (0) 0,184 (93) 0,057 (0) 0,135 (0)4 0,382 (0) 0,382 (0) 0,091 (0) 0,184 (0) 0,057 (0) 0,115 (0)

5 0,382 (0) 0,344 (38) 0,137 (46) 0,091 (53) 0,164 (121) 0,057 (0)6 0,305 (0) 0,344 (0) n.d. 0,091 (0) 0,028 (0) 0,057 (0)7 0,420 (38) 0,344 (0) n.d. n.d. 0,057 (0) 0,086 (29)8* 0,344 (44) 0,344 (22) n.d. n.d. 0,057 (0) 0,028 (0)9* 0,241 (145) 0,344 (0) n.d. n.d. 0,115 (0) 0,086 (0)


38


46/118

Estudo do Igarap 03

Nos demais pontos de coleta (6-1) os teores de Cr encontravam-se acima dos

valores permitidos pelo CONAMA para Cr6+, porm estavam de acordo com os

limites para o Cr3+. A presena de Cr preocupante uma vez que h evidncias

epidemiolgicas que a exposio ao Cr

6+

pode provocar cncer pulmonar, apesar deas concentraes desse elemento em ambientes aquticos ser muito baixa. O Cr3+,

por sua vez, moderadamente txico (HUHEEY, 1993 e SALA et al., 1995).

A espectroscopia na regio do infravermelho das partculas maiores que 0,45

m (Figura 4.3) mostrou uma banda intensa em 1077 cm-1que pode ser atribuda

aos estiramentos de Si-O-Si. A banda em 938 cm -1 proveniente vibrao de

deformao de grupos O-H ligados camada interna. A existncia de uma banda de

pouca intensidade em 791 cm-1caracteriza a deformao Si-O-Al. A banda em 541

cm-1pode ser atribuda deformao Al-O-Al. Com isso, atribui-se a presena de

caulinita.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 50080

85

90

95

100

105

110

115

Transmitncia(%)


Figura 4.3- Espectro de infravermelho caracterstico dos resduos retidos no filtro de

0,45 m do Igarap 03, obtido na segunda coleta (julho).

39


47/118

Estudo do Igarap 03

Nos espectros de infravermelho observaram-se tambm bandas relacionadas

presena de partculas de matria orgnica. Uma banda que aparece em 1743 cm-1

caracteriza o estiramento C=O de grupos COOH, uma outra banda na regio de 1527

cm

-1

indica estiramento assimtrico de C=C. Em 1653 cm

-1

aparece uma banda quepode ser atribuda ao estiramento assimtrico do on COO-. Em 1449 cm-1 ocorre

uma banda caracterstica do estiramento de C=C em aromticos.

No ms de setembro (terceira coleta), os valores de pH ao longo do Igarap 03

(Tabela 4.7) variaram cerca de 0,2 unidade em relao aos encontrados na segunda

coleta e a temperatura aumentou em mdia 3,33 1,25 oC.

Os pontos de coleta 8 e 9 apresentaram temperatura da gua acima da mdiaobservada no Igarap 03 nesta coleta, com valores superiores em 9 e 6 oC,

respectivamente. Isso se deve ao despejo com temperatura elevada que ocorreu

nesses locais de coleta. Essas condies esto acima da estipulada pelo CONAMA

para descarga de efluentes em guas superficiais em que a temperatura dos mesmos

deve ser inferior a 40 oC, sendo que a elevao da temperatura do corpo receptor no

pode exceder 3 oC.

Esses aumentos significativos nos valores de temperatura so prejudiciais ao

ambiente aqutico. As temperaturas dos animais aquticos (peixes, anfbios, rpteis

e invertebrados em geral) variam de acordo com as modificaes da temperatura

ambiental. Alm disso, a gua aquecida possui menos oxignio dissolvido que a

gua fria, podendo provocar acelerao do seu metabolismo e, consequentemente,

aumento da demanda de oxignio (MAGOSSI & BONACELLA, 1990).

Dos quatro meses de coleta, este foi o de maior ndice pluviomtrico (210

mm), contribuindo para a diluio do carbono orgnico total na gua deste Igarap,

com exceo do ponto de amostragem 9, onde o teor de matria orgnica

permaneceu elevado (Tabela 4.7).

40


48/118

Estudo do Igarap 03

Tabela 4.7 - Alguns parmetros fsicos e qumicos do Igarap 03 obtidos durante a

terceira coleta (setembro).


1 1,52 (0) 28,0 6,762 2,02 (50) 28,0 6,803 0,91 (0) 27,5 6,744 n.d. 27,0 6,555 3,94 (45) 27,0 6,606 0,91 (18) 27,0 6,597 2,93 (57) 27,0 6,63

8* 7,78 (13) 36,0 6,419* 78,8 (0) 33,0 6,16


A Tabela 4.8, referente s anlises qumicas de alguns metais pesados (Fe, Zn,

Mn, Ni, Cu, Cr, Pb e Cd), mostra novamente a presena de Fe e Zn ao longo do

Igarap 03 nas duas fraes (filtrada e no filtrada) e o Mn e o Pb em alguns pontosde coleta. As concentraes de Cu, Cd Ni e Cr estavam abaixo do limite de deteco

da tcnica.

O Zn foi encontrado em maiores concentraes nos pontos de coleta 8 e 9. Os

valores determinados estavam dentro dos padres recomendados pelo CONAMA

para despejo de efluente industrial. Ao longo do Igarap a concentrao desse

elemento foi adsorvida pelo sistema. E prximo ao Igarap do Quarenta estava

dentro do limite recomendado pelo CONAMA para guas destinadas ao

abastecimento domstico, recreao e irrigao.

Nesta coleta o Mn s foi determinado nos pontos de coleta 8 e 9. Este metal

estava abaixo do limite de deteco da tcnica nos outros pontos de coleta (1-7).

41


49/118

Estudo do Igarap 03

Tabela 4.8 Teores mdios em mg L-1de Fe, Zn, Mn, e Pb nas amostras de gua

filtradas e no filtradas do Igarap 03, obtidos na terceira coleta

(setembro).

Fe Zn Mn PbPontosde coleta

NF F NF F NF F NF F

1 24,3 (0) 4,26 (1,1) 0,121 (0) 0,085 (57) n.d. n.d. n.d. n.d.

2 20,2 (0) 2,52 (91) 0,068 (23) 0,053 (44) n.d. n.d. n.d. n.d.

3 22,7 (0) 1,80 (0) 0,133 (66) n.d. n.d. n.d. n.d. n.d.

4 21,1 (0) 0,80 (0) 0,097 (26) 0,085 (32) n.d. n.d. n.d. n.d.

5 20,5 (1,2) 0,80 (0) 0,053 (51) 0,065 (41) n.d. n.d. n.d. n.d.

6 22,6 (13) 2,30 (1,8) n.d. 0,136 (0) n.d. n.d. n.d. 0,652 (0)

7 21,1 (0) 2,33 (37) 0,085 (62) 0,058 (11) n.d. n.d. 1,09 (0) 0,217 (0)8* 14,7 (0) 1,80 (0) 0,700 (100) 0,463 (69) 0,055 (0) 0,055 (0) n.d. n.d.

9* 19,0 (1,5) n.d. 0,397 (0) 0,237 (0) 0,116 (21) 0,055 (0) 0,217(0) 0,217 (0)


Ao contrrio das duas primeiras coletas, observa-se a presena de Pb nos

pontos de coleta 9, 7 e 6. Atribui-se a presena desse elemento atividade antrpica,

pois o ponto de coleta 9 recebe influncia de esgoto industrial e pode ser a fonte

desse metal. O teor de Pb aumentou no sentido do curso do Igarap (pontos de coleta

9-6), indicando que o elemento, apesar de ter sido lanado dentro dos padres

recomendados pelo CONAMA sofreu acumulao nas guas do Igarap 03. Por

outro lado, a ausncia de Pb nos pontos de coleta 5-1 indica que esse elemento foi

sendo acumulado no micro-ecossistema existente nos pontos de coleta 6 e 7. A

disseminao de Pb em ambientes aquticos depende do valor de pH, que no caso do

Igarap 03 est em torno de 6,00 e no permite a dissoluo do Pb para o meio

ambiente (LINDSAY, 1979).

42


50/118

Estudo do Igarap 03

A espectroscopia na regio do infravermelho das partculas maiores que 0,45

m (Figura 4.4) mostrou bandas em 3696, 3622 e 3656 cm-1que correspondem s

vibraes de estiramentos de grupos O-H. Os estiramentos de Si-O-Si podem ser

observados pelas bandas em 1115, 1035 e 1010 cm

-1

. As deformaes de grupos O-H ligados camada interna foram detectadas atravs da banda em 914 cm -1. A

existncia de uma banda de pouca intensidade em 792 cm-1caracteriza a deformao

Si-O-Al. As bandas em 540, 469 e 427 cm-1podem ser atribudas deformao Al-

O-Al. Com isso, atribui-se a presena de caulinita.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

30

40

50

60

70

80

90

100

Tra

nsmitncia(%)


Figura 4.4 - Espectro de infravermelho caracterstico dos resduos retidos no filtrode 0,45 m do Igarap 03, obtido na terceira coleta (setembro).

43


51/118

Estudo do Igarap 03

O espectro na regio do infravermelho mostrou tambm estiramentos

referentes matria orgnica. Em 2924 e 2855 cm-1existem bandas que podem ser

atribudas ao estiramento assimtrico de C-H. A banda que aparece em 1650 cm -1

pode ser correspondente ao estiramento assimtrico do on COO

-

, em 1541 e 1461cm-1as bandas so caractersticas do estiramento C=C de anel aromtico 1382 cm-1

pode ser proveniente de estiramento C-N de grupos amida e/ou amina.

Na quarta coleta, realizada no ms de novembro, os valores de pH (Tabela 4.9)

permaneceram praticamente inalterados em relao aos da terceira coleta, com uma

variao de 0,3 unidades apenas no ponto de coleta 5.

Tabela 4.9 - Alguns parmetros fsicos e qumicos do Igarap 03 obtidos durante a

quarta coleta (novembro).


1 4,26 (12) 28,0 6,732 5,25 (10) 28,0 6,713 3,56 (5) 28,0 6,774 3,27 (18) 28,0 6,575 48,5 (8) 30,0 6,916 3,86 (0) 27,0 6,597 3,17 (8) 27,0 6,518* 4,46 (6) 32,0 6,599* 144 (0) 34,0 5,95


A temperatura sofreu algumas variaes, aumentando 3 oC no ponto de coleta

5 e diminuindo 4 oC no ponto de coleta 8. Os efluentes despejados nos pontos de

coleta 8 e 9 continuaram aquecendo as guas do Igarap 03 na quarta coleta, pois os

44


52/118

Estudo do Igarap 03

valores de temperatura nesses pontos estavam, respectivamente 4 e 8 oC acima dos

valores permitidos pelo CONAMA.

Nesta coleta o contedo de matria orgnica aumentou, mas no atingiu a

concentrao mdia observada na primeira coleta que foi de 13,03 5,9 mg L-1. O

ponto de coleta 5 sofreu alterao tambm no teor de matria orgnica, com uma

concentrao 12 vezes maior que os demais pontos de coleta deste Igarap.

Os resultados da determinao de metais pesados (Fe, Zn, Mn, Ni, Cu, Cr, Pb e

Cd) mostraram que apenas o Fe e o Zn possuam concentraes dentro do limite de

deteco da tcnica (Tabela 4.10). Os demais elementos apresentaram concentraes

abaixo do limite de deteco.

Tabela 4.10 Teores mdios em mg L-1de Fe e Zn nas amostras de gua filtradas e

no filtradas do Igarap 03, obtidos na quarta coleta (novembro).

Fe ZnPontos de

coleta NF F NF F

1 10,6 (0) 6,91 (1,9) 0,140 (9) 0,103 (0)2 11,9 (9) 4,10 (040) 0,112 (0) 0,149 (33)3 8,63 (4,3) 6,76 (1,0) 0,112 (0) 0,112 (24)4 11,8 (1,0) 5,76 (1,5) 0,103 (0) 0,094 (0)5 7,18 (2,7) 0,02 (0) 0,238 (54) 0,088 (33)6 11,5 (9) 48,1 (28,5) 0,339 (178) 0,177 (0)7 9,53 (1,44) 29,1 (5,3) 0,348 (141) 0,186 (0)

8* 2,21 (93) 3,57 (2,1) 0,342 (42) 0,419 (35)

9* 33,5 (6,8) 33,0 (28) 0,508 (0) 0,355 (85)NF = no filtrado F = filtrado *Prximo a esgoto industrialOs nmeros entre parnteses representam o desvio padro de triplicata

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Estudo do Igarap 03

Analogamente primeira coleta, os metais detectados estavam associados s

partculas em suspenso. Apenas os pontos de coleta 6, 7 e 8 apresentaram maior

concentrao de Fe dissolvido. E o Zn mostrou maior solubilidade nos pontos de

coleta 2 e 8. O teor desses metais no Igarap 03 encontrava-se dentro dos limitespermitidos pelo CONAMA para despejos de efluentes industriais.

A espectroscopia na regio do infravermelho do material retido pela filtrao

mostrou novamente a presena de caulinita e matria orgnica nas amostras do

resduo do Igarap 03 na quarta coleta (Figura 4.5). Essas substncias foram

caracterizadas pelas bandas em 3695, 3652 e 3622 cm-1 que correspondem s

vibraes de estiramentos de grupos O-H. Em 2930 cm-1 encontra-se uma banda

tpica de estiramentos C-H de grupos alifticos. Os estiramentos de Si-O-Si podem

ser observados pelas bandas em 1116, 1035 e 1009 cm-1. A banda em 914 cm-1

corresponde deformaes de grupos O-H ligados camada interna. A existncia de

uma banda de pouca intensidade em 793 cm-1caracteriza a deformao Si-O-Al. As

bandas em 540, 469 e 429 cm-1podem ser atribudas deformao Al-O-Al.

Quanto aos estiramentos correspondentes matria orgnica pode-se

relacionar as bandas em 1734 e 1651 cm-1 aos estiramentos assimtricos do on

COO-. Em 1541 e 1522 e 1457 cm-1ocorrem bandas caractersticas de estiramento

C=C de anel aromtico. Os espectros desta coleta no apresentaram bandas

provenientes de estiramento C-N de grupos amida e/ou amina e as correspondentes

ao estiramento assimtrico de C-H (Figura 4.5).

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Estudo do Igarap 03

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 50020

30

40

50

60

70

80

90

100

Transmitncia(%)


Figura 4.5 - Espectro de infravermelho caracterstico dos resduos retidos do filtro

de 0,45 m do Igarap 03, obtido na quarta coleta (novembro).

4.3. Consideraes Finais

Numa avaliao dos resultados obtidos durante as quatro coletas pode-se

verificar alterao nas caractersticas fsicas e na composio qumica do Igarap 03.

A concentrao de matria orgnica alterou drasticamente durante o perodo

estudado, mostrando valores diferentes dos normalmente encontrados em guas

pretas. A temperatura tambm oscilou bastante, mas o valor de pH permaneceu

praticamente constante, acima dos valores encontrados nos igaraps de Manaus em

condies naturais.

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Estudo do Igarap 03

A Figura 4.7 mostra que a temperatura da gua do Igarap 03 foi maior que a

temperatura da cidade de Manaus. Apenas no ms de julho ocorreu situao inversa.

23

24

25

26

27

28

29

30

Temperatu

ra(oC)

Mai Jul Set Nov

Meses de coleta

Manaus

Igarap 03

Figura 4.6 Temperaturas mdias da cidade de Manaus e da gua do Igarap 03

nos quatro meses de coleta.

Observa-se tambm uma tendncia no aumento da temperatura, sendo os

valores mais elevados no ms de novembro. Com isso, pode-se relacionar a

temperatura da gua do Igarap, principalmente com a temperatura ambiente de

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Estudo do Igarap 03

Manaus, pois os valores do ndice pluviomtrico no acompanharam a variao de

temperatura da gua do Igarap, principalmente nos meses de maio e novembro.

Os elementos Fe e Zn estavam presentes em todas as coletas, geralmente em

maior concentrao na frao no filtrada, evidenciando a ao do intemperismo na

liberao desses elementos para a gua do Igarap 03 (Figura 4.7).

As concentraes de Fe e Zn tambm variaram durante os perodos das coletas,

na regio prxima ao Igarap do Quarenta. Entretanto, os teores desses dois

elementos foram praticamente os mesmos nas amostras coletadas em julho e

novembro. J em maio, a concentrao de Fe teve seu valor muito acima ao do Zn.

O mesmo comportamento foi observado por SAMPAIO (2000).

0

5

10

15

20

25

Concentrao

(mg.L

-1)

Mai Jul Set Nov SAMPAIO

Meses de coleta

Fe

Zn

Figura 4.7 - Teores mdios de Fe e Zn determinados nos quatro perodos de

amostragem e determinados por SAMPAIO (2000), na frao no

filtrada do Igarap 03.

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Estudo do Igarap 03

Em determinadas pocas do ano, ocorreu o despejo industrial, principalmente

de materiais que contm o Ni, Cu, Cr e Pb em sua composio qumica (Figura 4.6).

Destes quatro elementos apenas o Pb ficou adsorvido neste Igarap prximo ao local

onde foi despejado. J o Ni, Cu e Cr foram distribudos para o Igarap do Quarenta.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Concentrao(mgL-1)

Fe Zn Mn Ni Cr Cu PbMetais Pesados

Maio

Julho

Setembro

Novembro

Figura 4.8 Distribuio de alguns metais pesados nas amostras de gua filtradas

durante os meses de maio, julho, setembro e novembro no ponto de

coleta 1, prximo ao Igarap do Quarenta.

Dessa forma, a contribuio de metais pesados oriundos de atividade antrpica

para o Igarap Quarenta, atravs do Igarap 03, ocorreu de maneira espordica

durante o ano de 2000. Com maior ocorrncia no ms de julho, quando foram

detectados praticamente todos os metais, exceto o Cd e o Pb.

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5. Estudo do Igarap 04

5.1. Descrio dos locais de coleta

Durante as quatro coletas as guas do Igarap 04 apresentaram colorao clara

com forte odor de esgoto e s vezes de solvente. As margens estavam desmatadas

com algumas gramneas, samambaias e buritizeiros ao longo do curso do Igarap.

Nas margens e no leito do Igarap havia muito lixo, como sacos de

prolipopileno, garrafas plsticas e de vidro, pneus e algumas latas. Observou-se

tambm espuma prxima as quedas dgua existentes no percurso do Igarap.

No Quadro 5.1 so apresentadas algumas peculiaridades observadas durante as

coletas. No caso da colorao azulada, observada durante a terceira coleta, pode-se

atribuir a presena de corantes. Uma vez que, devido a sua prpria natureza, os

corantes so altamente detectveis a olho nu, sendo visveis em alguns casos mesmo

em concentraes to baixas quanto 1 ppm (GUARATINI & ZANONI, 2000).

Quadro 5.1 Caractersticas de alguns pontos de coleta do Igarap 04 observadas

durante as coletas.

Coleta Descrio

Primeira

(maio)

gua turva devido chuva no perodo da coleta (pontos

2 e 3 - Figura 5.1a).

Segunda

(julho)

Presena de espuma (ponto 4 Figura 5.1 b), forte odor de

solvente (ponto

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