Dinâmica de nutrientes e metais na água intersticial de sedimentos em regiões entremarés no complexo estuarino de Paranaguá

Orientadora : Eunice da Costa Machado

Coorientadores: Ana Luiza Albuquerque; Marco Tadeu Grassi

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Sul, 31/03/2015

Inclui referências : f. 72-79

Resumo: A hidrodinâmica das regiões Estuarinas provocam constantes alterações em suas propriedades físicas e químicas e na distribuição de espécies químicas entre a fase particulada e a líquida (água intersticial). Em tais ambientes as espécies químicas, que podem ser de origem natural ou antrópica, encontram-se solubilizadas e/ou em equilíbrio dinâmico com a fase sólida, circulando pelo sedimento através de fluxos difusivos. Esses fluxos que podem ocorrer no sentido ascendente ou descendente, são um dos mais importantes mecanismos no controle do transporte de poluentes dentro de um ambiente estuárino. A quantidade de espécies dissolvidas, somada às condições biogeoquímicas, atividade redox e ao processo de solubilização e/ou precipitação das espécies, dificultam a compreensão e a quantificação dos processos de transporte de poluentes e espécies químicas dentro dos sistemas Estuarinos. Nesse trabalho aplicamos diversas técnicas Analíticas e Espectroscópicas (GC-FID, GC-MS, ICP-OES, EPR, DRX e DRUVIS) na tentativa de compreender melhor essa dinâmica geoquímica ao longo da camada de descontinuidade redox de três planícies entremares, caracterizadas por impactos humanos baixos ou nulos, médio e relativamente altos, localizadas próximo a manguezais no Complexo Estuárino de Paranaguá. O sedimento foi coletado em testemunhos de acrílico e PVC, medindo 30 centímetros de comprimento e 10 centímetros de diâmetro, e a água de contato e intersticial coletadas por meio de cânulas filtrantes de polisulfonamida (Sistema Rhizons). As frações de sedimento e água foram separadas e preparadas de acordo com as respectivas técnicas para a quantificação de espécies químicas, como carbono orgânico total, carbono orgânico dissolvido, carbono inorgânico, sulfetos, fosfatos, nitratos, nitritos, hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, além de espécies metálicas, principalmente ferro e mangânes. A amostragem foi realizada em dois meses de dois períodos de maior e menor precipitação, e acompanhada de medições in situ de parâmetros como temperatura, pH e Eh, com posterior análise de granulometria e de porosidade para os sedimentos. A técnica de Difração de Raios-X (DRX) foi utilizada para a caracterização da composição química do sedimento, enquanto as técnicas de Ressonância Paramagnética Nuclear (EPR) e Ultravioleta Vísivel (DRUVIS) forneceram informações espectrais as quais foram correlacionadas com outros espectros e valores quantificados através da Quimiometria.

Abstract: The hydrodynamics of Estuarine regions cause constant changes in their physical and chemical properties and distribution of chemical species between the particulate phase and the liquid (porewater). In such environments the chemical species, which may be of natural or anthropogenic origin are solubilized and/or in dynamic equilibrium with the solid phase, the pellet circulating through diffusive flow. These flows that may occur in the upward or downward, are one of the most important mechanisms in pollutant transport control within an estuarine environment. The amount of dissolved species, added to the biogeochemical conditions, redox activity and solubilization process an/or precipitation of the species, with ease of understanding and quantification of pollutant transport processes and chemical species within the Estuarine systems. In this work we applied different Analytical and Spectroscopic techniques (GC-FID, GC-MS, ICP-OES, EPR, XRD and DRUVIS) in an attempt to better understand this geochemical dynamics along the redox discontinuity layer three Entremares plains, characterized by impacts low or zero human, medium and relatively high, located near mangroves in the estuarine complex of Paranaguá. The sediment was collected from testimonies of acrylic and PVC, measuring 30 centimeters long and 10 centimeters in diameter, and the contact of water and interstitial collected by filtering cannulas polisulfonamida (Rhizons System). The pellet and water fractions were separated and prepared according to the respective techniques for the quantitation of chemical species, as total organic carbon, dissolved organic carbon, inorganic carbon, sulfates, phosphates, nitrates, nitrites, aliphatic hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons, plus metal species, particularly iron and manganese. Sampling was done in two months two periods of higher and lower precipitation, and accompanied by in situ measurements of parameters such as temperature, pH and Eh, with subsequent analysis of particle size and porosity to sediment. The diffraction technique of X-ray (XRD) was used to characterize the pellet chemical composition, while Paramagnetic Resonance Nuclear techniques (EPR) and Ultraviolet Visible (DRUVIS) provided spectral information which were correlated with other spectra and values quantified using the chemometrics.