Caracterização da assinatura isotópica de Pb atual e da concentração de metais pesados em sedimentos de fundo da foz do rio Guamá e da Baía do Guajará (Belém - Pará)

Belém lança uma quantidade significativa de efluentes domésticos in natura e efluentes industriais na foz do rio Guamá e na baia do Guajará. Estudos anteriores sugerem que os sedimentos depositados nas margens do rio e da baía tem a sua composição química influenciada por esses inputs antropogênicos. Este trabalho teve como objetivo a caracterização da assinatura isotópica de Pb atual, associada ao estudo da distribuição da concentração de Pb e de outros metais pesados (Cu, Cr e Ni) em sedimentos de fundo do sistema hidrográfico de Belém (rio Guamá e baía do Guajará), visando avaliar as variações regionais naturais e evidenciar possíveis contribuições antropogênicas ligadas as atividades industrial e urbana da cidade de Belém. Foram coletadas, em pontos georeferenciados, 33 amostras de sedimentos de fundo ao longo do rio Guamá e na baía do Guajará, com auxilio de uma draga de Petersen, com capacidade de amostrar os 10 primeiros cm do fundo lamoso. Quatorze amostras são provenientes da margem esquerda do rio, incluindo as ilhas do Cumbú e Grande, ate a sua desembocadura na baía e nove amostras da margem direita, na orla da cidade. Na baia de Guajará, foram coletadas nove amostras de sedimentos de fundo da margem de diversas ilhas (Oncas, Jutuba, Jararaca e Mirin) e uma amostra da orla de Belém, para analises de teor e composição isotópica de Pb. No laboratório, as amostras foram secas em uma estufa (50°C), desagregadas em gral de ágata e a fração fina (silte + argila) foi separada em peneiras de aço inox com 63 μm de abertura de malhas. A composição mineralógica da fração fina foi determinada por difração de raios-X. Os teores totais e parciais de metais pesados foram determinados, respectivamente, por ICP-MS em laboratório comercial (Acme ltda), e por ICP-OES no Laboratório de Toxicologia do Instituto Evandro Chagas, Belém. A determinação das composições isotópicas de Pb foi realizada em amostras lixiviadas no Laboratorio Para-Iso do Instituto de Geociências da UFPA, utilizando HNO3 e no Laboratório de Geocronologia do Centro de Pesquisas Geocronologicas da USP, com uma mistura HNO3 + HCl. As composições isotópicas do Pb foram determinadas por TIMS com espectrômetros de massa VG Isomass 54E com monocoletor, no laboratório da UFPA e VG354 equipado com multicoletores, no laboratório da USP. Os resultados obtidos indicam a presença de esmectita, illita e caulinita na fração fina dos sedimentos. As análises de metais pesados mostraram as seguintes concentrações totais e parciais para as amostras da margem direita do rio Guamá: Pbtotal (11 – 23 mg Kg-1); Pbparcial (9 - 18 mg Kg-1); Crtotal (26 - 69 mg Kg-1); Crparcial (11 - 33 mg Kg-1); Nitotal (7 - 29 mg Kg-1); Niparcial (6 - 26 mg Kg-1); Cutotal (7 - 23 mg Kg-1); Cuparcial (6 - 17 mg Kg-1). Para as 7 amostras da margem esquerda, as concentrações totais e parciais foram as seguintes: Pbtotal (16 -20 mg Kg-1), Pbparcial (13 - 19 mg Kg-1); Cr total (34 - 56 mg Kg-1), Crparcial (16 - 26 mg Kg-1); Nitotal (12 - 21 mg Kg-1), Niparcial (12 - 16 mg Kg-1), Cutotal (9 - 14 mg Kg-1) e Cuparcial (7 - 12 mg Kg-1). Os sedimentos das duas margens do rio apresentam uma mesma tendência de leve diminuição das concentrações de metais pesados em direção a baía, entretanto no lado sul das ilhas da margem esquerda, observa-se uma tendência contraria com aumento dos teores nessa mesma direção. Essas diferenças retratam provavelmente variações na hidrodinâmica do sistema aquático do rio Guamá com o efeito conjugado de correntes e mares. Nos sedimentos da margem direita do rio, variações locais significativas de teores de metais pesados foram identificadas, as quais são relacionadas a confluência com o rio Aurá que provoca perturbações locais da hidrodinâmica do Rio Guamá e uma redistribuição das concentrações ao longo da margem do rio Guamá. As condições físico-químicas das aguas do rio Aurá são provavelmente modificadas pelos efeitos do deposito de lixo região metropolitana de Belém, localizado as proximidades do traçado do rio, aumentando a capacidade de solubilizar os metais pesados o que se traduz por baixas concentrações de metais pesados nos sedimentos de fundo do rio Aura ate a desembocadura no rio Guamá. Dessa forma o rio Aurá não contribui para um aumento significativo dos teores de metais pesados no rio Guamá. Os diagramas de correlação mostram uma boa correlação dos metais pesados com a matéria orgânica (r = 0,80-0,83) e excelentes correlações com o Al, Mg e Fe (r = 0,95-0,99) para as amostras da margem direita do rio Guamá, indicando que os metais pesados devem estar complexados a matéria orgânica, adsorvidos nas estruturas dos argilominerais (esmectita, illita e caulinita) e, provavelmente, podem estar associados a oxihidróxidos de ferro, apesar dos mesmos não terem sido identificados. As amostras da margem esquerda, não apresentaram nenhuma correlação de Pb e Cr com a matéria orgânica (r = 0,24 e 0,40), porem identificou-se excelentes correlações com Al e com Fe (r = 0,94-0,97). No caso de Cu e Ni, também não houve uma boa correlação com a matéria orgânica (r = 0,59 e 0,72) enquanto que as correlações com Al, Mg e Fe foram boas (r = 0,74-089). Considera-se, portanto que os argilominerais e, possivelmente, oxi-hidróxidos de ferro foram preponderantes para a fixação dos metais pesados. Os sedimentos das margens direita e esquerda do rio Guamá possuem respectivos teores totais de Pb (23 e 20 mg Kg-1) e Cu (23 e 14 mg Kg-1) inferiores aos valores de 35 mg Kg-1 (Pb) e 36 mg Kg-1 (Cu) do TEL (Threshold effect level), estabelecido pela NOAA-EPA como guia de qualidade de sedimentos e que define o nível abaixo do qual os efeitos 8 biológicos adversos ocorrem raramente. Dessa forma, os sedimentos do rio Guamá, embora estejam em contato com efluentes domésticos, não representam nenhum risco, para o ecossistema aquático, no caso dos metais Pb e Cu. Os teores totais de Cr (69 e 56 mg.Kg-1) e Ni (29 e 21 mg Kg-1) dos sedimentos das margens direita e esquerda, encontram-se superior ou igual aos respectivos valores do TEL de 37 e 18 mg Kg-1, e podem representar um risco possível para os organismos aquáticos deste rio. Entretanto e provável que essas concentrações de Cr e Ni sejam de origem natural, sem influencia significativa de ações antrópicas. A assinatura isotópica bastante homogênea encontrada para os sedimentos do rio Guamá, associada aos baixos teores de Pb indicam uma origem geogênica desse metal e permite estabelecer um valor para o “background” local da concentração Pb em torno de 18-23 mg Kg-1. Permitem também considerar uma assinatura isotópica de 1,200-1,194 para a razão 206Pb/207Pb do Pb de origem natural. Teores mais baixos de Pb encontrados em alguns pontos da margem direita do rio Guamá (11-13 mg Kg-1), associados a uma assinatura isotópica levemente antropogênica (1,193-1,186) são interpretados com sendo o reflexo, nos sedimentos do rio Guamá, da influência do rio Aurá, afetado pelo aterro sanitário. O aumento significativo dos teores de Pb nos sedimentos de fundo da baía do Guajará e um indicio de possíveis riscos biológicos futuros no sistema hidrográfico de Belém. A correlação estabelecida entre o aumento dos teores de Pb (de 28 ate 46 mg Kg-1) e a diminuição da razão isotópica 206Pb/207Pb (de 1,188 ate 1,172), descarta a possibilidade desse aumento na baia de Guajará ser de origem geogênica e das diferenças de teor com o rio Guamá serem resultado apenas de processos hidrodinâmicos distintos.