Influência das vazões nas concentrações de fósforo em sedimentos do baixo curso do Rio São Francisco

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Costa Santos, E. (UFBA) ; Palmeira Campos, V. (UFBA) ; Henrique Santana de Araujo, J. (UFBA) ; Pires de Carvalho Leite, C. (UFBA) ; Lima dos Santos, V. (UFBA) ; Dantas Pinto Medeiros, Y. (UFBA)

Resumo

Sedimentos superficiais em oito pontos do baixo trecho do rio São Francisco foram amostrados no período de 2014 a 2016. Estudos da vazão versus concentração de P evidenciaram correlações de Pearson negativas (r=-0,79, r=-0,53, r=-0,97, r=-0,19, r=-0,86 e r=-0,69), nas localidades de NI-SE, TA- AL, GA–SE, XI-AL, CP-AL e IF–SE, onde a diminuição da vazão levou a um aumento das concentrações de P no sedimento, decorrente da sua característica granulométrica, com maior quantidade de argila, que adsorve fósforo mais facilmente. Correlações positivas (r=0,99, r=0,93) foram encontradas nas localidades de PA-AL e PI-SE, onde a diminuição da vazão levou a uma diminuição das concentrações de fósforo no sedimento, decorrente da adsorção preferencial de COT no nos sítios ativos dos argilominerais.

Palavras chaves

Sedimentos; Baixo Rio São Francisco; Fósforo

Introdução

O baixo curso do Rio São Francisco possui uma área de 25.523 km², população total de 1.372.735 habitantes distribuídos em 86 municípios, com taxa de urbanização de 51%. Está localizado entre o quadrante de coordenadas geográficas 8º 35’ latitude S, 37º 87’ longitude W e 10º 64’ latitude S, 36º 31’ longitude W. Essa área se divide entre os Estados de Sergipe e Alagoas, no trecho compreendido após a Represa de Xingó, à jusante da cidade de Piranhas, passando pela cidade de Pão de Açúcar, ambas no município alagoano, e seguindo para Propriá e Ilha das Flores, no município sergipano. O encadeamento de problemas econômicos e sociais advindos dos impactos ambientais produzidos pelas grandes barragens assume proporções mais significativas no baixo São Francisco, sendo esta provavelmente a região mais impactada de todo o curso do rio. Há indícios de que esta região apresenta a maior vulnerabilidade hidro-ambiental de toda a bacia do rio São Francisco em relação às mudanças introduzidas pela construção e operação das grandes barragens (ANA/GEF/PNUMA/OEA, 2013). Tendo em vista a redução da vazão do Rio São Francisco em decorrência do período de seca que aflige o nordeste do país há mais de dois anos, o IBAMA emitiu, em atendimento a solicitação da Chesf, Autorização Especial n° 07/2015, datada de 14/12/2015, e a ANA emitiu Resoluções Nº 1.492/2015, 66/2016, 287/2016, 560/2016, 642/2016 e 1.161/2016, datadas de 18/12/2015, 28/01/2016, 28/03/2016, 30/05/2016, 29/06/2016 e 26/09/2016, respectivamente, que prevê a realização de testes de vazão mínima de 800 m³/s em todo o vale à jusante das barragens de Sobradinho e de Xingó, com levantamento de dados e monitoramento intensivo do rio durante seu período de vigência (CHESF, 2016). Os impactos de barragens são geralmente associados aos transtornos causados pela criação do lago artificial, com o deslocamento de populações e a perda de habitats continentais. No entanto, não menos relevantes são os impactos sobre a transferência de água e materiais para a zona costeira e vice-versa, que provoca significativas alterações quantitativas e qualitativas que vão desde a intrusão de água salina e desestabilização da costa, passando pela perda da fertilidade dos estuários e da zona costeira até a alteração dos ciclos biogeoquímicos regionais e globais (SOUZA et al., 2011). O presente trabalho tem o objetivo de apresentar a influência da vazão na concentração de fósforo de 2014-2016, em sedimentos superficiais no Baixo curso do Rio São Francisco, visando informações sobre a qualidade do sedimento.

Material e métodos

Amostras foram coletadas em quatro estações: Pão de Açúcar-AL (9º45’33,7”S e 37º24’43,5”W), Niterói-SE (9°45’752”S e 37°25’640”W) Traipu-AL (9°58’376”S e 36°59’589”W), Gararu-SE (9º58’50,0”S e 37º0’48,7”W), Xinaré-AL (10°16’092”S e 36°42’178”W), Pindoba-SE (10º16’41,0”S e 36º42’20,5”W), Croa dos patos-AL (10°24’820”S e 36°32’393”W) e Ilha das Flores-SE (10º24’40,7”S e 36º33’59,8”W). As amostras de sedimento foram submetidas ao procedimento de digestão seguindo o método EPA-3051a modificado. Cerca de 350 mg de cada amostra de sedimento liofilizado foi digerida parcialmente com 10 mL de HNO3 PA Merck, sob radiação assistida por micro-ondas com cavidade, modelo ETHOS EZ (Milestone, Sorisole, Itália). O sistema tem capacidade para 10 frascos de 100 mL confeccionados em TMF (politetrafluoretileno (PTFE) modificado). Para descontaminação, os frascos de TMF foram aquecidos em estufa por um período de 4 horas a 180 °C, sendo em seguida colocados em banho de ácido nítrico (HNO3 10% v/v), por 24 horas. Para a determinação de fósforo foi empregado um espectrômetro de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado simultâneo com visão axial (Vista Pro, Varian, Melbourne, Austrália), com tocha de quartzo de corpo único, equipado com arranjo óptico Littrow, rede Echelle e detector de estado sólido com arranjo CCD (Charge Coupled Device). O sistema de introdução de amostras é constituído por uma câmara de nebulização do tipo Sturman-Masters de PTFE e um nebulizador com ranhura em V, V-Groove. A curva analítica foi preparada a partir de solução multielementar, com concentração de 30 mg L-1 dos elementos, com faixa de trabalho de 0,020 e 20 mg L-1. As curvas foram preparadas em meio ácido, na mesma concentração das amostras digeridas.

Resultado e discussão

Os resultados encontrados para a concentração de P versus as vazões são observadas na Figura 1. Na Figura 1a e 1f, os valores do coefiente de Pearson, r=0,99 e r=0,93 evidenciam uma correlação positiva fortíssima, podendo-se inferir que a diminuição da vazão está associada à diminuição nas concentrações de fósforo nos sedimentos superficiais das localidades de Pão de Açúcar-AL e Pindoba- SE. Tal fato é atribuido à maior quantidade de carbono orgânico (1,5%) no sedimento em relação à quantidade de argila (0,82%). Os sítios do argilomineral adsorvem preferencialmente carbono orgânico em relação a fósforo; logo, diminui a concentração de fósforo retido no sedimento. Nas Figuras 1b, 1c, 1d, 1e, 1g e 1h observa-se correlação entre as variáveis de estudo, em termos dos valores de coeficiente de Pearson (r=-0,79, r=-0,53, r=-0,99, r=-0,19, r=-0,86 e r=-0,69), evidenciando correlações negativas do tipo forte (0,61 < r < 0,91), média (0,31 < r < 0,60), fraca (0,01 < r < 0,30) e fortíssima (0,91 < r < 0,99). Assim, a diminuição da vazão está associada nestes locais (Niterói-SE, Traipu-AL, Gararu-SE, Xinaré-AL, Croa doas Patos-AL e Ilha das Flores-SE) a um aumento nas concentrações de fósforo em sedimentos superficiais, decorrente da característica granulométrica do sedimento (granulometria fina retém matéria orgânica) provocada pela menor mobilidade, em função da menor vazão aplicada. Menor quantidade de carbono orgânico (0,32%) em relação a argila (4,86%), disponibiliza sítios ativos para adsorção de fósforo. Segundo Souza et al. (2011), a crescente construção de barragens para geração de energia hidroelétrica e abastecimento humano é considerada uma das atividades antrópicas mais impactantes das alterações hidrológicas que afetam a natureza das concentrações e fluxos de nutrientes. Além do fato de que a retenção de nutrientes é frequentemente observada nos reservatórios das barragens, podendo existir, no caso do nitrogênio e fósforo, acréscimo por parte do aporte de efluentes domésticos e da agricultura (fertilizantes), em especial à jusante da barragem.

Concentração de fósforo (P) em sedimentos superficiais do baixo curso do rio São Francisco

Conclusões

Com vazões mais baixas, os sedimentos das localidades de Niterói-SE, Traipu- AL, Gararu-SE, Xinaré-AL, Croa dos Patos-AL e Ilha das Flores-SE mostraram um aumento da concentração de fósforo, em função da sua menor mobilidade aliada á sua composição e característica granulométrica com maior quantidade de argila, o que contribui para a adsorção de fósforo nos sítios ativos superficiais dos argilominerais. Por outro lado, vazões mais baixas para as localidades de Pão de Açúcar-AL e Pindoba-SE, estão associadas à concentrações mais baixas de fósforo, pois o sedimento contendo maior quantidade de matéria orgânica em relação à argila, adsorve preferencialmente carbono orgânico deixando livre os nutrientes para a água, podendo contribuir para um processo de eutrofização das águas, além da contribuição da descarga excessiva de efluentes domésticos e agrícolas.

Agradecimentos

CNPq, UFBA, Instituto de Química, LAQUAM

Referências

1. ANA/GEF/PNUMA/OEA. Projeto de Gerenciamento Integrado das Atividades Desenvolvidas em Terra na Bacia do São Francisco, Sub-projeto 2.4 – Estudo do Processo Erosivo das Margens do Baixo São Francisco e seus Efeitos na Dinâmica de Sedimentação do Rio. Brasília: SPR/ANA, 29 p., 2013.
2. CHESF - COMPANHIA HIDRO ELÉTRICA DO SÃO FRANCISCO. Redução temporária da vazão mínima do rio São Francisco para 800 m³/s,a partir da UHE Sobradinho, 31º Relatório Mensal de Acompanhamento, 2016.
3. SOUZA, W. F. L.; MEDEIROS, P. R. P.; BRANDINI, N.; KNOPPERS, B. Impactos de Barragens sobre os Fluxos de Materiais na Interface. Revista Virtual de Química, v. 3, n° 2, 116-128, 2011.
4. USEPA United States Environmental Protection Agency. Method 3051A – Microwave assisted acid digestion of sediments, sludges, soils, and oils. 1998. Revision 30p. 2007.