relatoriocquimicauuuu

relatoriocquimicauuuu

DINÂMICA DE NUTRIENTES NA REGIÃO DO ESTUÁRIO DO RIO PEREQUE, SC.

“Analise Química dos Nutrientes”

ERNANI DOS REIS VILELA

HENRIQUE REGENOLD

MARINA BELLINI

Itajaí

2010

ERNANI DOS REIS VILELA

HENRIQUE REGENOLD

MARINA BELLINI

DINÂMICA DE NUTRIENTES NA REGIÃO DO ESTUÁRIO DO RIO PEREQUE, SC.

“Analise Química dos Nutrientes”

Relatório técnico-científico apresentado no Curso de Graduação em Oceanografia como requisito para avaliação de rendimento acadêmico na disciplina de Oceanografia Química II.

Prof. Jurandir Perreira Filho

Itajaí

2010

1. INTRODUÇÃO

Estuários são corpos de águas restritos onde ocorre a diluição mensurável da água marinha pela água doce proveniente da drenagem continental, tendo uma livre conexão com o mar aberto, e com seu limite continental definido como o limite dos efeitos da maréi·. Esses limites são definidos pela salinidade, sendo ela “quantidade total de materiais sólidos (em gramas) dissolvidos num quilograma de água do mar quando todos os carbonatos forem convertidos em óxidos, os brometos e iodetos substituídos por cloretos e quando todo o material orgânico for totalmente oxidado”ii

Essas regiões são as áreas preferidas para ocupação e urbanização devido a sua localização e importância socioeconômica. Em geral, são locais privilegiados para a implantação de atividades urbanas, industriais, portuárias, pesqueiras, de exploração mineral, turísticas, assim como para a prática de agricultura, o que conduz a uma pressão urbanística bastante acentuada.Este tipo de ambiente torna-se vulnerável ao lançamento de inúmeros compostos orgânicos e inorgânicos através de efluentes domésticos e industriais, em função das suas diversas formas de usoiii. Todo esse aporte de nutrientes coloca os estuários entre os sistemas mais produtivos do mundo, com altas taxas de produtividade primária e teores de biomassaiv.

A capacidade de renovação das águas estuarinas e a assimilação de substâncias estranhas a ele dependem de uma série de condições de natureza física, biológica, geológica e química que interagem entre si de forma complexav. Para se evitar a degradação destes corpos d'água é fundamental que as interferências externas, como efluentes domésticos e industriais, sejam quantificadas e minimizadasvi.

1.2 Área de Estudo:

O estuário do Rio Perequê está localizado entre os municípios de Porto Belo e Itapema (Figura 1), apresentando um canal meandrante em uma planície costeira e ao longo de suas margens existem áreas remanescentes de vegetação de manguezal, nos 500 metros mais próximos da desembocadura há residências e marinas. A largura do canal aumenta gradativamente no sentido de jusante, sendo da ordem de 50 metros, com uma brusca diminuição na desembocadura para aproximadamente 25 metros. O clima da região é mesotérmico úmido com chuvas uniformemente distribuídas ao longo do ano. As marés regionais são do tipo micro-marés mistas com predominância semi-diurna, com altura variando entre 0,4 e 1,2 m entre períodos de quadratura e sizígia. O estuário apresenta importância local na pesca artesanal, recreativa e navegação de pequeno porte, sendo esta, a única fonte local de exportação de material continental à porção sul da enseada de Itapemavii.

Figura 1 – Área de estudo com a localização dos pontos amostrais em 21/08/2010.

2. OBJETIVOS

______________________________________________________________

2.1 Objetivo Geral

O trabalho de campo foi realizado com o objetivo de praticar métodos de coleta de dados, armazenamento e processamento de amostras.

2.2 Objetivo Especifico

• Analisar as amostras coletadas quanto a variação da concentração dos nutrientes: silício, fosfato, amônio, nitrito, nitrato e da clorofila-a . Os parâmetros físicos – químicos medidos em campo, juntamente com as concentrações de nutrientes, permitiu uma avaliação da variação de nutrientes do estuário do rio Perequê.

• Interpretação das quantificações de cada nutriente para uma caracterização do estuário na variação espaço temporal.

3. MATERIAIS E MÉTODOS:

A campanha amostral para caracterizar a disponibilidade de nutrientes no estuário foi realizada em 21/08/2010 no período da manha e envolveu 10 pontos amostrais conforme (Figura 1). As coletas tiveram inicio as 09h00min, no ponto mais a montante do estuário #10, e termino as 12h00min no ponto #2, o ponto #1 não foi amostrado nessa campanha.

Para a realização das análises de parâmetros físico-químicos da água como pH, temperatura, profundidade, salinidade, turbidez e oxigênio dissolvido, foi utilizada uma sonda YSI modelo 6600 .

Para analise dos nutrientes da água do estuário do rio Perequê, foram coletadas amostras de água na superfície e no fundo, em dez pontos ao longo do estuário, como pode ser observado na (Figura 1). O primário procedimento foi a coleta das amostras de água, onde para as amostras de fundo utilizou-se a garrafa de van dorn e para as amostras de superfície coleta manual. Após coletadas as amostras foram levadas em um laboratório provisório montado na marina de porto belo, onde foram filtradas, etiquetadas, separadas em alíquotas e congeladas, para minimizar a atividade biológica que poderia interferir nas concentrações obtidas in situ; os filtros também foram etiquetados e guardados.

Os nutrientes: silício, fosfato, amônio, nitrito e nitrato, foram analisados pelo método colorimétrico. Os métodos colorimétricos se baseiam na variação da cor em função da concentração da substancia medida, ou seja, quanto maior a concentração da substancia maior sua absorbância. Como as amostras para a analise são incolores foi adicionado um reagente especifico para cada substancia de estudo. Para obtenção da concentração de cada nutriente nas amostras foi necessário fazer uma curva de calibração1; para monta-la houve o preparo de soluções padrões com concentrações conhecidas que foram medidas no espectrofotômetro, as soluções foram submetidas a radiações em frequências específicas, que variam com o nutriente a ser analisado . Quando as soluções foram submetidas ao espectrofotômetro obtiveram-se absorbâncias para cada concentração e dessa relação foi construído uma curva de calibração que informa a equação da reta. Portanto para calcular a concentração da substância de interesse, que também passa pelo mesmo processo colorimétrico, os valores da absorbância são inseridos na equação da reta obtendo-se a concentração exata na amostra.

O nitrato, por não apresentar um reagente que forme um complexo colorido, precisa passar por uma coluna redutora de cádmio para que o nitrato seja reduzido a nitrito, sendo necessário um rendimento significativo da coluna. Após a redução o nitrito passa pelo mesmo método colorimétrico citado, pois a concentração que se desejada saber de nitrato era compatível a de nitrato.

A clorofila- α é medida através de métodos espectrofotométricos que propõem uma equação que relacione a absorbância da luz nos comprimentos de onda de máxima absorção da clorofila- α com a sua concentração, por isso não é necessário a construção de uma curva de calibração. Os principais métodos são os de Lorenzen (método monocromático), Stricklond Parsons e Scor/UNESCO que são métodos tricromaticos. Usou-se o método Scor/UNESCO, onde após a filtração da amostra lavou-se o filtro com solvente orgânico para extração da clorofila-a, no caso acetona, podendo ser metanol também. As amostras com o solvente foram centrifugadas em torno de 30 minutos para eliminação de partículas que pudessem dificultar no momento de leitura. As absorbâncias das amostras foram medidas em quatro comprimentos de ondas diferentes.

4 - Dados Amostrais

Com os dados obtidos construiu-se uma tabela para os dados in situ (tabela1), para os dados Laboratoriais (tabela2).

4.1 – Dados in situ.

Time

Date

Time

Site

Depth

Salinity

Temp

pH

Turbidi

ODO Conc

ODO%

SpCond

Cond

hh:mm:ss

M/D/Y

hh:mm:ss

 

M

Ppt

C

 

NTU

mg/L

%

mS/cm

mS/cm

12:02:40

08/21/10

12:02:40

2

0,212

31,61

18,09

7,26

8,1

7,76

99,2

48,37

41,98

11:40:57

08/21/10

11:40:57

3

0,276

31,63

17,87

7,83

10,7

7,79

99,2

48,39

41,81

11:41:47

08/21/10

11:41:47

3

2,017

31,63

17,77

7,79

10,5

7,79

99

48,39

41,71

11:24:02

08/21/10

11:24:02

4

0,148

31,63

17,73

7,74

16,4

7,73

98,2

48,39

41,67

11:25:42

08/21/10

11:25:42

4

2,866

31,62

17,62

7,54

16,7

7,72

97,9

48,39

41,57

11:07:37

08/21/10

11:07:37

5

0,158

31,05

17,66

7,83

13,5

7,75

98

47,6

40,93

11:08:27

08/21/10

11:08:27

5

3,379

31,12

17,55

7,7

33

7,73

97,5

47,7

40,92

10:45:21

08/21/10

10:45:21

6

0,031

22,61

17,86

7,63

13,8

5,96

71,9

35,76

30,88

10:46:11

08/21/10

10:46:11

6

2,147

27,26

17,5

7,82

47,1

6,47

79,7

42,35

36,28

10:29:16

08/21/10

10:29:16

7

0,14

18,71

17,94

7,3

10,3

5,09

60

30,09

26,03

10:30:06

08/21/10

10:30:06

7

1,643

21,41

17,86

7,27

18,8

4,93

59

34,02

29,39

10:01:24

08/21/10

10:01:24

8

0,278

11,27

17,43

7,18

17,7

3,9

43,5

18,92

16,18

10:02:14

08/21/10

10:02:14

8

1,107

11,44

17,43

7,11

24

3,66

40,9

19,18

16,41

09:43:55

08/21/10

09:43:55

9

0,193

6

17,24

6,9

18,7

3,42

36,9

10,55

8,986

09:46:12

08/21/10

09:46:12

9

2,877

21,58

18,2

6,94

348,7

3,23

38,9

34,27

29,82

09:05:16

08/21/10

09:05:16

10

0,118

2,66

16,83

6,29

16,8

3,08

32,2

4,934

4,164

09:06:06

08/21/10

09:06:06

10

2,302

17,24

18,15

6,33

34,7

2,56

30,1

27,93

24,27

Tabela 1: Dados Coletado in situ: Rio Perequê(Porto Belo-Sc)

4.2 – Dados Laboratorio.

#

Si Sup

Si F

NH4 S

NH4 F

NO2 S

NO2 F

NO3 S

NO3 F

PO4 S

PO4 F

Cla-a S

Cla-a F

 

uM

uM

uM

uM

Um

uM

uM

uM

uM

uM

ug/l

ug/l

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

28,6

 

5,6

 

0,68

 

2,1

 

0,73

 

1,7

 

3

21,1

9,04

9,8

16,1

0,08

0,27

0,8

2,4

0,88

0,78

1,9

1,7

4

19,5

13,35

10,2

41,0

0,52

0,56

0,4

0,5

0,83

0,75

1,6

1,8

5

22,16

30,5

39,8

55,8

0,25

0,22

 

 

0,76

0,85

2,5

2,6

6

72,4

42,7

66,0

44,1

3,88

3,51

2,4

2,1

8,08

5,76

3,9

5,3

7

85,2

99,14

56,4

47,9

1,14

0,93

15,8

11,6

0,81

1,00

4,1

3,4

8

77,5

120,8

6,5

 

6,50

 

1,9

 

3,23

3,50

2,2

4,0

9

 

 

 

 

 

 

0,43

0,68

8,4

5,7

10

130,9

165,8

95,8

83,0

6,20

6,01

3,1

2,4

3,46

2,88

3,2

2,2

Tabela 2:Dados obtidos em analise laboratorial.

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

As amostras do fundo foram coletadas entre 1,1m a 3,3m ao longo do estuário como observado na (Figura2)

Figura 2: gráfico de variação da profundida(m) Máxima e Mínima

A salinidade flutua com a maré diária e sazonalmente;O comprimento do estuário é definido como a zona de água salobra, e varia dependendo da vazão do rio em relação ao tamanho do estuário.

As coletas foram todas feitas dentro do estuário, já que a salinidade vario de 31,63 a 18ppt no fundo e 31,31 a 2,6ppt na superfície podendo observa a cunha salina a parti do ponto #8, devido ao fato de a água doce fluir por cima da água do mar mais densa. (Figura 3).No momento das coletas era MARÉ ENCHENTE podendo observar a salinidade do fundo maior do que a da superfície.

Figura 3: Gráfico da variação da salinidade superfície-fundo nos pontos do estuário.

A condutividade acompanhou linearmente a salinidade, já que esta é obtida a partir da condutividade dos íons dissolvidos, sendo assim o gráfico mostra uma alta condutividade até meio estuário devido a cunha salina.(Fig 4)

Figura 4: Grafico da variação da salinidade em relação a condutividade

Os valores de pH mostra que estuário varia de uma condição acida ,neutra a básica, com a oscilação dos valores de pH entre 6,3 a 7,8. Um meio aquoso será ácido se tiver pH de 0 a 7, será básico se o pH for de 7 a 14 e será neutro para pH igual a 7viii.

Figura 5: Gráfico da variação do pH superfície-fundo nos pontos do estuário.

A turbidez é a medida da dificuldade de um feixe de luz atravessar uma certa quantidade de água. Ela é causada por matérias sólidas em suspensão (silte, argila, colóides, matéria orgânica, etc.). A cor da água interfere negativamente na medida da turbidez devido à sua propriedade de absorver luz. (Figura 6). A turbidez variou conjuntamente até a estação #8 e então começou a distinguir-se, apresentando maiores valores na estação #9. Esta discrepância pode ser justificada pelo excesso de folhas e galhos flutuando, provenientes da vegetação das margens. A turbidez, quando alta, pode ser fator limitante na produção primária, pois impede a entrada de luz.

Figura 6:Grafico da variação da turbidez (NTU) no fundo do estuário

A concentração de OD diminui com o afastamento das estações em relação a desembocadura do rio (Fig 7).

Figura 7:Grafico da variação de OD na superfície- fundo do estuário.

Observando a distribuição do silício (Figura 8), verifica-se um gradiente de concentração entre os pontos 2 e 10, isso se dá pela influência da salinidade, onde as concentrações de silício são inversamente proporcionais a salinidade, pelo seu comportamento conservativo. O silício é proveniente do intemperismo de rochas do fundo do rio, ricas em silicatados. Isso explica as grandes concentrações dentro do estuário com decrescimento abrupto ao chegar à desembocadura do rio, onde é diluído pela água marinha. É importante frisar que a variação na salinidade em cada ponto de coleta se deve à proximidade ou afastamento da desembocadura do rio, sendo assim observa-se uma maior concentração de silício a cada ponto mais dentro do estuário.

Figura 8: Gráfico da variação de silício superfície-fundo nos pontos do estuário.

Figura 9: Gráfico da variação de Si em relação a salinidade superfície-fundo nos pontos do estuário.

O fosfato foi o nutriente com menor variação superfície-fundo (Fig 10). O PO43- é um nutriente que frequentemente apresenta comportamento não-conservativo e tende a se adsorver ao material particulado, diminuindo sua concentração (Pereira Filho et al., 2003). O ortofosfato é essencial à vida aquática e ao crescimento de microorganismos responsáveis pela estabilização da matéria orgânica, sendo ainda um fator limitante da produtividade primária de um curso d`águaix. As principais formas de entrada do PO4 são de águas fluviais originadas do intemperismo como pode ser observado no gráfico um pico no ponto 6.

Figura 10: Gráfico da variação do fosfato superfície-fundo nos pontos do estuário.

Os nutrientes nitrogenados inorgânicos dissolvidos (NID) apresentaram maior concentração dentro do estuário, principalmente na superfície (Fig 11 e 12).

O nitrogênio amoniacal apresenta valores bem elevados em relação ao nitrato e nitrito, sabendo que quando a poluição é recente em um corpo d’água, o nitrogênio está presente predominantemente na forma de nitrogênio amoniacal, e em uma poluição mais remota, o nitrogênio está principalmente nas formas de nitrito e nitrato. O NID foi dominado pela presença de amônio, que por sua vez é um indicador de contaminação orgânica doméstica (Pereira Filho et al. 2001 ) .Figura 11: Gráfico da variação do NID na superfície do estuário.

Figura 12: Gráfico da variação do NID no fundo do estuário.

O nitrito apresentou uma distribuição variada, tendo seu pico no ponto 8, que indica um aumento no consumo de O2 pela oxidação do amônio( Fig 13).

Figura 13: Gráfico da variação do nitrito superfície-fundo nos pontos do estuário.

Apesar do nitrato possuir um pico no ponto 7, a concentração de amônia neste estuário é caracterizada por uma alta atividade biológica, o que faz com que o nitrato não seja a forma molecular predominante neste ambiente (Fig 14).

Figura 14: Gráfico da variação do nitrato superfície-fundo nos pontos do estuário.

Valores mais altos de amônio no fundo, como ocorreu nos pontos 3,4 e 5 podem ser explicados pelo aumento da atividade bacteriana no processo de denitrificação, isto é, a redução do NO3. Este processo ocorre quando a concentração de oxigênio dissolvido abaixa e a matéria orgânica aumenta(Fig 15)

Figura 15: Gráfico da variação do nitrogênio amoniacal superfície-fundo nos pontos do estuário.

A clorofila-α está diretamente relacionada com produção primária e tecidos vegetais particulados, por isso maiores concentração dentro do rio, onde há vegetação. Conforme o gráfico observa-se um pico na superfície no ponto 9 devido a baixa turbidez e provavelmente um maior incidência pois as coletas foram realizadas em torno da 9h e 40 min, porem no mesmo ponto mas no fundo ocorreu uma alta turbidez (Fig 16) diminuindo consequentemente a produção primaria.

Figura 16: Gráfico da variação da clorofila – a superfície-fundo nos pontos do estuário.

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS_______________________

Todas essas análises laboratorias e teóricas criaram uma caracterização completa dos nutrientes no estuário do Rio Perêque.

7. REFERÊNCIAS

1 É a capacidade de uma metodologia analítica demonstrar que os resultados obtidos são diretamente proporcionais à concentração do analito na amostra, dentro de um intervalo especificado. A linearidade é obtida por padronização interna ou externa e formulada como expressão matemática (equação da regressão linear) usada para o cálculo da concentração do analito a ser determinado na amostra real. O coeficiente de correlação linear (R2) é frequentemente usado para indicar a adequabilidade da curva como modelo matemático. Um valor maior que 0,90 é, usualmente, requerido (INMET,2003)

iFAIRBRIDGE, R. W. (1980). The estuary: its definition and geodynamic cycle. In: Olausson, E. & Cato, I.(Eds.) Chemistry and Biogeochemistry of Estuaries. New York, John Wiley and Sons

ii

 Peixoto e Oort (1992). Physics of Climate, American Institute of Physics.

iii BARBOSA, F.G. Variações espaciais e temporais de nutrientes dissolvidos e metais traço na área portuária da cidade do Rio Grande (estuário Lagoa dos Patos - RS). Dissertação de Mestrado em Oceanografia física, química e geológica. FURG

iv

 BRAGA, E.S. BONETTI, C.V.D.H. BURONE,L. & BONETTI FILHO, J. 2000. Eutrophication and bacterial pollution caused by industrial and domestic wastes at the Baixada Santista estuarine system – Brazil. Marine Pollution Bulletin

v

 MIRANDA LB. 1984. Cinemática e Dinâmica dos Estuários. São Paulo, BSP. 360p

vi PEREIRA FILHO, J; SPILLERE, L. C. & SCHETTINI, C. A. F. Dinâmica De

Nutrientes Na Região Portuária Do Estuário Do Rio Itajaí-Açu, SC, Atlântica, Rio Grande, 25(1): 11-20, 2003.

vii

 Signorin, M. et al. 2007. Hidrodinâmica e nutrientes inorgânicos dissolvidos no estuário do rio Perequê, SC.

viiiDisponível em: http://www.videos.uevora.pt/quimica_para_todos/valor_ph.pdf.Acesso em : 11/2010.

ix

 JUNGLES, M. K. Tratamento De Esgoto Sanitário Em Lagoa De Maturação ComBiofilme. Florianópolis, 2007

Comentários