OCORRNCIA DE MERCRIO EM ROCHAS, SOLO E .Palavras-chave: Mercrio, rochas vulc¢nicas, solo,

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  • So Paulo, UNESP, Geocincias, v. 25, n. 4, p. 437-447, 2006 437

    OCORRNCIA DE MERCRIO EM ROCHAS, SOLOE SEDIMENTO FLUVIAL NA BACIA DO RIO IGUAU,

    ESTADO DO PARAN, BRASIL

    Rafael Andr Belotto PLAWIAK 1, Bernardino Ribeiro de FIGUEIREDO 1,Otavio Augusto Boni LICHT 2

    (1) Instituto de Geocincias, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Caixa Postal 6152.CEP 13083-970. Campinas, SP. Endereos eletrnicos: rafaelbp@geologist.com; berna@ige.unicamp.br.

    (2) Minerais do Paran S.A. (MINEROPAR). Rua Mximo Joo Kopp, 274 Bloco 3/M. CEP 82630-900. Curitiba, PR.

    Introduorea de EstudoContexto GeolgicoGeoqumica do Mercrio e Valores de RefernciaMateriais e Mtodos

    Coleta e Preparao das AmostrasAnlises Qumicas e MineralgicasTratamento dos Dados

    Resultados e DiscussesComposio Mineralgica de Rochas, Solo e SedimentoComposio Qumica de Rochas e SoloBalano de MassaMercrio em Sedimento

    ConclusesAgradecimentosReferncias Bibliogrficas

    RESUMO A anomalia geoqumica de mercrio em sedimento de corrente da bacia hidrogrfica do Rio Iguau, Estado do Paran, foiinvestigada em detalhe por meio de determinaes das concentraes do metal em rochas, solo e sedimento fluvial. O Rio Iguau estinserido no contexto geolgico da Bacia do Paran, com exceo de suas nascentes, em Curitiba, com rochas pr-cambrianas do embasamentocristalino e sedimentos da Bacia de Curitiba. A rea de estudo compreende folhelhos negros da Formao Irati, Grupo Passa Dois e rochasvulcnicas da Formao Serra Geral, Grupo So Bento. Os teores de mercrio foram determinados por espectrometria de absoro atmicapor decomposio trmica com correo do Efeito Zeeman. Foram obtidos teores de mercrio em: rochas vulcnicas (0,2 a 0,4 ng/g), folhelhosnegros (286 e 430 ng/g), solo (mdia de 10357 ng/g, frao

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    amalgamao de ouro em garimpos. Entretanto, osdados geoqumicos de Lechler et al. (2000) no RioMadeira (Rondnia) sugerem que os nveis mais altosde mercrio so devidos a fontes naturais e processosbiogeoqumicos naturais e que os impactos de mercrioantropognico provm de stios localizados. Roulet etal. (1998) mostram que o mercrio no Rio Tapajs(Par) acumula-se naturalmente em solos provenientesde rocha ricas em mercrio e, segundo Brabo et al.(2003), a eroso do solo devida aos processos dedesflorestamento pode liberar mercrio em guassubterrneas e superficiais. Telmer et al. (2006a)afirmam que a liberao de mercrio no Rio Tapajsdeve-se eroso fsica causada pela desagregao demateriais geolgicos naturalmente ricos em mercriodurante os processos de garimpo de ouro na Amaznia,e no pela descarga direta durante a amalgamao.

    Apesar do histrico de mercrio na Amaznia,outras regies do Brasil, como o Estado do Paran,apresentam histrico de ocorrncias naturais do metal.Os resultados de um levantamento de geoqumicaregional em sedimentos de corrente, realizado pela

    MINEROPAR em 1998 (Licht, 2001a, b) revelaram aocorrncia de teores de mercrio superiores mdiaparanaense, configurando uma anomalia positiva naregio do mdio e baixo vale do Rio Iguau. A partirdestes resultados, foram realizados estudos de refern-cias histricas a respeito da ocorrncia de mercrio noParan (Plawiak et al., 2004a) e, em seguida, verificadaspor levantamentos de detalhe, revelando concentraesdo metal acima da mdia em algumas regies do estado(Plawiak et al., 2004b, 2006).

    O mercrio um elemento altamente txico e estpresente em concentraes variadas no ar, em rochas,solos, sedimentos, guas e biota (Nriagu, 1989). Opresente estudo contemplou a determinao demercrio em rochas, solo e sedimentos fluviais da baciado Rio Iguau, com a inteno de verificar se estesteores so realmente anmalos e se a presena demercrio nesses materiais tem origem natural ouantrpica. A anlise de mercrio em gua e biota foideixada para uma fase posterior no caso de serconstatada poluio da bacia pelo metal ou riscospotenciais sade humana.

    REA DE ESTUDO

    A rea de estudo compreende uma poro dabacia hidrogrfica do Rio Iguau, Estado do Paran(Figura 1). A bacia Iguau representa o maior complexohdrico do estado, com uma rea de 55.024 km2 eextenso de 1.275 km. As nascentes situam-se nafrente ocidental-meridional da Serra do Mar, nas

    proximidades de Curitiba. A partir do mdio vale, suasguas percorrem regies com baixa densidadedemogrfica, grande rea de vegetao nativapreservada e cinco barragens de usinas hidroeltricas.O uso e ocupao do solo se restringem agricultura,pecuria e suinoculturas localizadas.

    CONTEXTO GEOLGICO

    A poro correspondente ao alto vale do Iguau,no municpio de Curitiba e vizinhanas, compreenderochas gnissico-migmatticas do embasamentocristalino (Arqueano-Paleoproterozico) e sedimentoscenozicos da bacia sedimentar de Curitiba(MINEROPAR, 2005). A partir dos municpios de Lapae Balsa Nova em direo a jusante, o restante da baciaIguau est inserida dentro do contexto geolgico daBacia do Paran, englobando rochas sedimentarespaleozicas e vulcano-sedimentares mesozicas.Dentre as rochas paleozicas, foi abordado neste estudosomente o Grupo Passa Dois (Permiano-Trissico),com folhelhos negros da Formao Irati (Milani et al.,1994). Dentre as rochas mesozicas, foram estudadoso Grupo So Bento (Jurssico-Cretceo), com rochasvulcnicas bsicas do compartimento sul da FormaoSerra Geral (Piccirillo & Melfi, 1988), e seus membrosChapec e Palmas, com rochas vulcnicas interme-dirias a cidas (Bellieni et al., 1986) (Figura 2).

    A Formao Irati foi definida como uma seqnciade argilitos e folhelhos cinza-escuros, siltitos e folhelhoscinza-escuros a pretos, e folhelhos carbonosos, asso-ciados a nveis de rochas carbonticas, com abundantesfsseis de rpteis, como o Mesosaurus brasiliensis eo Stereosternum tumidum (Flfaro et al., 1980). Asrochas indicam ambientes em que se configuravamgolfos e baas de profundidades e salinidades bastantevariveis, com condies de mar restrito, progressiva-mente mais salino da base para o topo (Milani et al., 1994).

    As rochas vulcnicas bsicas da Formao SerraGeral (basaltos e andesitos) ocorrem na forma deextensos derrames cobrindo grande parte do Estado doParan. J as rochas cidas da Formao Serra Geral,segundo Nardy et al. (1993), so: riolitos e riodacitosacinzentados, de granulao muito fina e estrutura dotipo sal-e-pimenta do membro Palmas; e riolitos,riodacitos, dacitos e quartzo latitos cinza-esverdeados,porfirticos e bandados do membro Chapec.

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    FIGURA 1. Localizao da rea de estudo, compreendendo o mdio vale do Rio Iguau.

    FIGURA 2. Esboo geolgico da rea de estudo (segundo Nardy et al., 1997),com locais das estaes de coleta de rocha e solo.

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    GEOQUMICA DO MERCRIO E VALORES DE REFERNCIA

    O mercrio um metal lquido, denso e prateadonas condies normais de temperatura e presso.Pertence famlia IIb da Tabela Peridica, juntamentecom cdmio e zinco. As formas comuns solveis so oon mercrico (Hg2+) e a forma Hg(OH)

    20, alm do

    on mercuroso (Hg2

    2+), menos importante. Na formaelementar apresenta um amplo campo de estabilidade,alm de ser altamente voltil e calcfilo (afinidade peloenxofre). O ciclo global do mercrio dominado peloseu transporte na fase vapor de Hg0 na atmosfera(Brookins, 1988; Drever, 1997; HSDB, 2000). As fontesnaturais mais significativas de mercrio so: dega-seificaes da crosta terrestre, emisses vulcnicas eevaporaes de corpos aquticos (WHO, 1991).

    A abundncia de um elemento na litosfera emunidades massa/massa chamada Clarke (Fortescue,1980, 1992). O valor do Clarke global do mercrio de 86 ng/g, obtido por Ronov & Yaroshevsky (1972)com base em dados da litosfera superior. Os teores demercrio em basaltos so da ordem de 1-10 ng/g(Terashima, 1994; Hall & Pelchat, 1997), e em granitos,em torno de 10 ng/g (Telmer et al., 2006b). Em folhelhosnegros, ocorrem normalmente ao redor de 400 ng/g(Turekian & Wedepohl, 1961). Nos solos do Estado doParan, horizonte B, a concentrao mdia de mercrio de 61 ng/g (Licht & Plawiak, 2005), e nos sedimentosde fundo das bacias hidrogrficas paranaenses, de33 ng/g (Licht, 2001a, b).

    MATERIAIS E MTODOS

    COLETA E PREPARAO DAS AMOSTRAS

    Foram coletadas quatro amostras de rochasvulcnicas e oito amostras de solos, que compem osperfis de intemperismo utilizados nos clculos debalano de massa descritos a seguir. Com o objetivode verificar a possvel fonte da anomalia de mercrio,identificada por Plawiak et al. (2004a, b), foramcoletadas duas amostras de folhelhos negros a montanteda regio anmala.

    No laboratrio de preparao, as rochas foraminicialmente fragmentadas com martelo e em seguidalevadas ao britador para serem cominudas a pedaoscentimtricos. Aps a separao de duplicatas, foramhomogeneizadas e quarteadas manualmente paramoagem no moinho planetrio por meia hora e, emseguida, armazenadas em sacos plsticos e numeradascom o cdigo de campo.

    As amostras de solo foram coletadas com psplsticas e armazenadas em sacos plsticos, em cortesde taludes, onde foram retiradas diretamente com asps, e em locais planos, onde foram coletadas comtrado de ao inox a profundidades mdias de 25-35cm. Durante a preparao, foram inicialmente secasao ar por 20 dias, em bandejas plsticas cobertas comfolhas de papel manteiga. Aps a separao deduplicatas, foram desagregadas com pistilo de madeira,peneiradas na frao granulomtrica

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    Espectrometria de absoro atmica por decom-posio trmica com correo do Efeito Zeeman(TDZ-AAS Thermal Decomposition Zeemancorrected Atomic Absorbtion Spectrometry),para determinao de mercrio nas amostras derocha, solo e sedimento fluvial. Foram feitasanlises em duplicatas e em 3 MRC: (a) amostrasGSS-5 e G