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Influência antrópica nos sedimentos do sapal do Faralhão (Estuário do
Sado - Portugal)
Anthropic influence in sediments of Faralhão salt marsh (Sado
Estuary – Portugal)
M. J. Sousa1; M. C. Freitas2; A. Cruces2; C.Andrade2; J.M. Jouanneau3
1Departamento de Ciências da Terra, FCT/UNL, Campus de Caparica, 2829-516 Caparica, Portugal. 2Laboratório de Processos Costeiros, Centro e Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. Edifício C6, 3º Piso. Campo Grande. 1749-016 Lisboa. Portugal. 3Dép. Géologie et Océanographie, UMR 5805, CNRS, Univ. Bordeaux I, Avenue des Facultés, 33405 Talence Cedex, France. [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected];
SUMÁRIO Os sapais do estuário do Sado têm sofrido influência antrópica mais acentuada a partir do séc. XIX, com o início do 2º período da exploração mineira (após a exploração romana) na bacia hidrográfica, contribuindo com metais pesados para o ambiente estuarino. Após os anos 60 a poluição urbana e industrial reforça o contributo antrópico. Apresentam-se os valores de Cu e Zn obtidos numa coluna sedimentar do sapal do Faralhão, representativa dos últimos 250 anos, os quais se comparam com dados publicados para o restante estuário.
Palavras-chave: poluição; metais pesados; 210Pb; 137Cs; taxa de sedimentação; sapal.
SUMMARY The Sado estuary salt marshes experienced anthropogenic influence since the romans times with the begining of mining activities in the watershed that increased in the 19th century which contributed with heavy metals to the estuarine environment. Since the middle 20th century, the urban and industrial pollution reinforced contamination of the sediments in these elements. Here we present values of Cu and Zn found in a sedimentary column of Faralhão marsh, representative of the last 250 years, which are compared with published data.
Key-word: pollution; heavy metals; 210Pb; 137Cs; sedimentation rate; salt marsh.
Introdução O estuário do Sado localiza-se na costa ocidental portuguesa, cerca de 40 km a sul de Lisboa (Fig. 1A) alongando-se segundo duas direcções preferenciais. A mais importante, NW-SE, prolonga-se para montante até próximo de Alcácer do Sal numa extensão de 37,5 km e a segunda, NNE-SSW, apresenta extensão de 25 km desde a região de Águas de Moura até à Comporta. Tem uma área inundada de cerca de 150 km2, profundidade média de 8 m e o contacto com o mar aberto, restringido pela presença da restinga arenosa de Tróia, é estabelecido através de um estreito canal que, para o interior, se bifurca em dois - Canal Norte e Canal Sul (Fig. 1B). O principal afluente é o rio Sado, através do Canal de
Alcácer, cujo caudal apresenta grande variabilidade sazonal. Outras duas linhas de água aí confluem, com caudais negligenciáveis: a ribeira da Marateca e a ribeira da Comporta (Fig. 1B). A zona costeira do estuário do Sado suporta usos do solo e densidades populacionais muito diversas, existindo forte assimetria entre as margens norte e sul. Na margem N existe forte pressão antrópica associada a grande desenvolvimento urbano e industrial (cidade de Setúbal, Zonas Portuária e Industrial). No restante perímetro do estuário, a densidade de ocupação é inferior, mas é na região SE que ocorre a descarga fluvial da maior parte das sub-bacias hidrográficas do rio Sado, através do canal de Alcácer. A bacia hidrográfica do rio Sado (BHS) ocupa uma superfície de 7692 km2 [1], sendo
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em grande parte ocupada por terrenos incultos ou espaços naturais e/ou protegidos. Cerca de 50% tem utilização agrícola e agro-florestal, apenas 0,9% utilização urbana e 0,4% actividades industriais [2]. Figura 1 – A – Localização do Estuário do Sado; B – Ocupação das margens do estuário e localização do Faralhão (adaptado de [3]); C - Localização do
local de amostragem. Metodologia Na margem direita do Canal de Águas de Moura, no sapal do Faralhão, realizou-se em 2003 uma sondagem com 84 cm (FAR4) e em 2005 recolheu-se uma réplica (FAR4A) com 76 cm (Fig. 1B, 1C) utilizando um amostrador de Van der Horst. Os estudos sedimentológicos efectuados em FAR4A incluíram a determinação: do teor de humidade; do pH pelo método electrométrico; do teor em matéria orgânica (MO) por oxidação com dicromato de potássio; da presença de carbonatos (detecção expedita); da textura, pela separação das fracções < e > 63 �m (crivagem por via húmida) e da caracterização dimensional da fracção fina (sedimentógrafo MALVERN – MASTERSIZER 2000). A classificação textural é a de Flemming [4] e a do pH dos sedimentos de Pratolongo (in [5]). Os estudos geoquímicos (efectuados em FAR4) incluíram a determinação, em 13 amostras (entre 0 e 34 cm), do excesso natural de 210Pb e do radionuclido artificial 137Cs por espectrometria � Estes dados foram utilizados como traçadores cronométricos para estimar taxas de sedimentação. A concentração dos elementos maiores e de elementos menores foi determinada nas mesmas amostras, tendo-se seleccionado outras 4 de níveis mais profundos. Determinou-se a concentração de Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Cu e Zn por Espectrometria de Absorção Atómica por Chama (EAAC) e do Si pelo método gravimétrico. Nas mesmas amostras determinou-se o teor de voláteis (incluindo CO2 da MO) por perda ao rubro (LOI). O teor de metais pesados foi normalizado em relação à textura (Al) e à MO (LOI). O Factor de Enriquecimento (FE) em metais na secção superior foi calculado relativamente à média dos valores da secção inferior, considerada como valor de fundo
(pré-industrial da Era Moderna), usando a relação FE=([Metal]secção superior/[LOI]ss)/([Metal]secção
inferior/[LOI]si) [6]. Apresentação e discussão de resultados A análise sedimentológica do testemunho da sondagem FAR4A (Fig. 2) revela uma sequência constituída por vasas (fracção <63µm entre 96,8 e 100%), subácidas a neutras (5,5 <pH< 7,0), com teores de MO entre 0,2 e 9,7% e sem carbonatos. O topo (0-21cm) apresenta enriquecimento simultâneo das fracções >63�m e siltosa, e também elevado teor de MO, em consequência da acumulação de fibras orgânicas em reduzido estado de decomposição. Texturalmente, a maioria das amostras encontra-se incluída na classe E-II de Flemming (silte ligeiramente argiloso), indicando deposição em regime de hidrodinamismo baixo.
Figura 2 – Variação vertical de parâmetros texturais e composicionais da sondagem FAR4A.
Os resultados geoquímicos revelam uma sequência sedimentar em que os valores de Si e de Al oscilam entre 20-24% e 9,5-10,7%, respectivamente (Fig. 3), valores típicos de sedimentos vasosos. É de salientar, no entanto, um empobrecimento destes elementos e da razão argila/silte para a superfície, reflectindo a incorporação de maior componente orgânica no sedimento (Fig. 3). A variação da concentração de Na (1,2%-1,8%) mimetiza o perfil do teor em água, reflectindo a presença de sais. O teor em Ca (0,2%-0,7%) é muito baixo, reflexo da ausência de carbonatos biogénicos. A variação em profundidade das concentrações do Cu e do Zn permite distinguir duas zonas diferentes. Nos primeiros 30 cm, os metais apresentam concentrações superiores (Cu entre 46-136 mg/kg; Zn entre 129-204mg/kg) relativamente aos sedimentos de níveis mais profundos (Cu entre 40-51 mg/kg; Zn entre 67-104mg/kg). A secção superficial foi considerada contaminada e enriquecida comparativamente a um “valor de fundo” local. O comportamento do Cu e Zn na
Marateca
Zambujal
Arrábidas
Rabo de Bacalhau
Abul Mte. Novo da Palma
TorrinhaCachopos
Murta
Comporta
MalhadaCosta
Faralhão
Mitrena
SETÚBAL
Tróia
Gâmbia
CANAL NORTE
CANAL SUL
CA
NA
L DE Á
GU
AS D
E MO
UR
A
Carrasqueira
CANAL DA
COM
PORTA
Canal de Alcácer
Local de amostragem
0 500m
0 2km0 200km0 200km
A
SapalÁrea agrícola (arrozal)SalinasSalgadoPastagem
B
C
Marateca
Zambujal
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Rabo de Bacalhau
Abul Mte. Novo da Palma
TorrinhaCachopos
Murta
Comporta
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Faralhão
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Local de amostragem
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SapalÁrea agrícola (arrozal)SalinasSalgadoPastagem
SapalSapalÁrea agrícola (arrozal)Área agrícola (arrozal)SalinasSalinasSalgadoSalgadoPastagemPastagem
B
C
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Figura 3 – Variação vertical das concentrações dos elementos maiores, menores e dos radionuclidos dos sedimentos da sondagem FAR4.
1963
2003
19541963
2003
1954
Figura 4 – Comparação das concentrações de metais pesados encontradas neste estudo (FAR4) com as apresentadas por outros autores em vários pontos do estuário do Sado; A – Cu; B - Zn.
Zona Norte Zona Sul Zona Norte Zona Sul
Legenda:Concentrações absolutas Valores da secção
enriquecida (FAR4)Valores de fundo (FAR4)
Sedimentos (norma canadiana)“Average Shale”
(*) análises efectuadas na amostra total
A B
0
100
200
300
400
500
600
700
Con
cent
raçã
o (m
g/kg
)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Con
cent
raçã
o (m
g/kg
)
Zona Norte Zona Sul Zona Norte Zona SulZona Norte Zona Sul
Legenda:Concentrações absolutas Valores da secção
enriquecida (FAR4)Valores de fundo (FAR4)
Sedimentos (norma canadiana)“Average Shale”
(*) análises efectuadas na amostra total
Legenda:Concentrações absolutas Valores da secção
enriquecida (FAR4)Valores de fundo (FAR4)
Sedimentos (norma canadiana)“Average Shale”
(*) análises efectuadas na amostra total
A B
0
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Con
cent
raçã
o (m
g/kg
)secção enriquecida é distinto: o Cu mostra enriquecimento progressivo para o topo e o Zn exibe valores da mesma ordem de grandeza nesta secção. As concentrações do Cu e do Zn revelam uma correlação mais elevada com o teor de MO (r2 de 0,74 e 0,81, respectivamente) do que com o Al (r2 de 0,38 e 0,70, respectivamente), sugerindo uma maior afinidade destes metais com a componente orgânica, pelo que se seleccionou a última como factor normalizador no cálculo do FE. A secção superficial tem FE de 1,6 para os dois metais. A análise conjunta dos perfis de excesso de 210Pb e do 137Cs nos sedimentos, conduziu à obtenção de taxas de sedimentação através de dois critérios independentes. O perfil de excesso de 210Pb sugere uma taxa de sedimentação de 2,9 mm/ano. Assumindo uma taxa de sedimentação constante, a profundidade de 78 cm corresponde a meados do séc. XVIII. A análise dos resultados do 137Cs, que apontam para a primeira evidência deste radionuclido (1954) e para o máximo de deposição atmosférica (1963), às profundidades de 19,5 cm e de 17,5 cm, respectivamente, conduz a uma taxa de
sedimentação de 2,2 mm/ano entre 1954 e 1963. Este valor sobe para 4,4 mm/ano no topo da coluna sedimentar, considerando que se acumularam 17,5 cm de sedimento em 40 anos (1963-2003). O limite inferior da secção com os teores mais elevados de Cu e Zn posiciona-se abaixo do nível atribuído a 1954 (Fig. 3), pelo que o início do sinal antrópico é anterior à década de 60 (desenvolvimento industrial e urbano de Setúbal). Para datar o início deste sinal, assumiu-se a taxa de acumulação obtida no intervalo 1954-1963 de 2,2 mm/ano, inferindo-se o ano 1906 para o limite inferior (30cm) da secção enriquecida em metais pesados. Esta data é posterior ao auge da exploração das pirites alentejanas (1866-1875 nas minas de Aljustrel [7]). Na BHS, além das minas de Aljustrel, existem numerosas jazidas de sulfuretos [8], que actualmente se encontram desactivadas, mas que constituíram e constituem fontes de dispersão de metais (Cu, Zn, Pb, Fe e Mn) no ambiente [9]. Para além das minas, a poluição industrial e urbana e as actividades agrícolas na BHS são apontadas como fontes antropogénicas para os metais no
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estuário, principalmente a partir da década de 60 ([10], [11], [12], [13]). Também as actividades pecuárias, principalmente as numerosas suiniculturas, existentes na BHS, através dos efluentes não tratados [2], devem contribuir para o aumento dos teores de Cu e Zn [14]. Comparando os resultados obtidos neste estudo e em trabalhos anteriores ([10], [11], [12], [13], [15], [16], [17]) (Fig. 4A e 4B), verifica-se que os valores máximos encontrados no sapal do Faralhão: 1) para o Cu são da mesma ordem de grandeza dos valores encontrados em outros pontos, com excepção da margem norte (Fig.4A); 2) para o Zn, são mais baixos que os máximos de todos os valores encontrados em outros pontos do estuário, com excepção do Canal de Águas de Moura (Fig.4B). Os valores mais elevados de Cu ocorrem na margem norte, enquanto os de Zn ocorrem no Canal de Alcácer, sugerindo uma maior influência industrial para o primeiro e fluvial (rio Sado) para o segundo. Da comparação das concentrações obtidas no Faralhão com valores de referência internacionais, como o Average Shale (equivalente textural) [18], e os valores-alvo para sedimentos – norma canadiana [19], infere-se que a zona enriquecida apresenta concentrações em Cu e Zn acima do desejável (Fig.4). Considerações finais Os sedimentos superficiais do sapal do Faralhão são muito homogéneos texturalmente (silte ligeiramente argiloso), com teores de MO mais elevados nos primeiros 20 cm. Os perfis verticais de Cu e Zn permitem distinguir uma zona superficial (0-30 cm) enriquecida, com FE de 1,6 para os dois metais, relativamente aos valores de fundo. A partir das taxas de sedimentação inferidas pelos métodos isotópicos, pode atribuir-se ao começo do séc. XX o início do sinal antrópico, posterior ao auge da exploração das pirites alentejanas. A comparação com outros valores obtidos para sedimentos superficiais no estuário do Sado revela que as concentrações de Cu encontradas no Faralhão são das mais elevadas juntamente com as da margem norte, sob a influência directa da cidade de Setúbal e da zona industrial; já o Zn, no Faralhão, apresenta dos teores mais baixos do estuário. A maioria dos teores de Cu e Zn identificados em sedimentos deste estuário excedem as concentrações de referência de padrões internacionais. Agradecimentos M.J. Sousa beneficia de uma licença sabática atribuída pelo Ministério da Educação. A. Cruces beneficia de bolsa de Doutoramento (BD/21654/99) financiada pela FTC. Referências Bibliográficas [1] Andrade, C., Freitas, M.C., Brito, P., Amorim, A., Barata, A. & Cabaço, G. (2006) – Estudo de Caso da Região do Sado. Zonas Costeiras. In Alterações Climáticas em Portugal – Cenários, impactos e medidas de adaptação,
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