Caracterização da deposição atmosférica das Substâncias Tóxicas Persistentes no Parque

Nacional Serra dos Órgãos e da sua dinâmica no compartimento terrestre de florestas e

campos de altitude

Guilherme Ferreira, Ms.

Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Biofísica Carlos Chagas FilhoLaboratório de Radioisótopos Eduardo Penna Franca

Pré-projeto doutorado Programa de Biofísica Ambiental

Conceitos Substâncias Tóxicas Persistentes (STP) faz parte dos POP´s,

caracterizam-se quanto as propriedades físico- químicas

Aparecimento e acúmulo gradual em compartimentos ambientais, bióticos e em tecidos humanos.

Efeitos relacionados ao aparecimento de desordens no sistema endócrino, genotoxicidade, carcinogenicidade e imunossupressão

Uso controlado ou proibido- Convenção de Estocolmo

1. Revolatização 2. Lenta degradação no ambiente3. Lipossolubilidade- biomagnificação

• Transporte e deposição a longas distâncias

Dispersão as altas latitudes através de correntes atmosféricas. Destilação global. Maiores concentrações de STP mais voláteis e persistentes em direção aos pólos

• Transporte e deposição regional em direção às regiões montanhosas

Maiores concentrações regiões de convergências de ventos em montanhas tropicais

Níveis crescentes em direção aos pontos mais elevados

Condensação a frio de vapores e gases ventos ascendentes de nível local

Deposição depende da variação da temperatura e do efeito orográfico entre fonte-acumulação

Transporte em menor escala – maior eficiência inclusive de substâncias de meia-vida curta

Conceitos

Estudo de casoParque Nacional Serra dos Orgãos

Localização da área em estudo. Fonte: Cruz et. al. (2009). XIV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Natal, Brasil

Mosaicos das tipologias fitogeográficas representativas da PARNASO. Dados de sensoriamento remoto a partir de imagem ASTER (bandas infravermelho onda curta e termal) e fotointerpretação integrado com Modelo Digital de Terreno. Mapeamento obtido através do método de classificação por Árvore de Decisão. Extraído e adaptado de Carvalho Júnior et al. (2009).

Via atmosférica de poluentes depositado nos compartimentos terrestre e aquático do ecossistema de montanhas. Extraído e adaptado de Kallenborn (2006).

Estudo de caso- PARNASOMetodologia

Variações sazonais e altimétricas no transporte de STP no ambiente terrestre da PARNASO- registro de entrada, alcance a partir das fontes:

Σ PCB (bifenilas policloradas); tetra-, penta-PCBΣ HCH´s (hexaclorohexano); α +ϒ (lindano)+δ, HCH-α/ϒ Σ endosulfan= α+β. α/β; sulfato (emissão do solo) Σ DDT(diclorodifeniltricloroetano); p,p`-DDT, p,p`- DDE, p,p`- DDD; T/EclorpirifósAldrin/dieldrinHeptaloro/epóxidoTrans- cis-clordano; difenil éteres polibromados (PBDEs); pentaclorobenzeno (PeCB); sulfonado de perfluorooctano (PFOS); perfluorooctano sulfonil fluoreto (PFOS-F)

Levantamento de dados locais: Monitoramento microclimático e de abertura de dossel

Fase gasosa, deposição relativa – amostradores passivos: discos de poliuretano – bioindicador de exposição Tillandsia usneoides (L.)

Metodologia

Extração

Purificação

Concentração

Análise quantitativaCG/MS (Agilent) com detectores e monitoramento seletivo de íons

FMS em Sistema SoxhletSolventes polaridade intermediária (diclorometano, éter) em coluna de sílica em cromatógrafoVaporizador rotatórioConcentrado em N2Volumado com octano

Solo/serapilheira-Propriedades físico- químicas

Serapilheira

Purificação em solventes Fortificado taxa de amostragemPré-secagem

Estudo de caso- PARNASOquestões levantadas

Diferenças no gradiente de altimetria: desempenho de biomonitoramento com T. usneoides em relação aos discos, sem interferência da lixiviação por água das chuvas.

Relação da temperatura média e ocorrência/pluviosidade acumulada por período e direção de ventos predominantes com as concentrações em T. usneoides e nos discos

- Estimativa da taxa de remoção pelas chuvas de compostos semivoláteis da atmosfera - Estimativas da preferência dos contaminantes nos tecidos vegetais

(particulados)

Estudo de caso- PARNASOquestões levantadas

Os níveis de exposição no solo via atmosfera Equilíbrio dinâmico. Diferenças entre as estações- revolatização e aporte primário/secundário dentro do gradiente altimétrico.

A re-emissão ou deposição de semivoláteis em função das oscilações da temperatura e da umidade relativa do ar. Coeficiente de partição bifásico solo- atmosfera (Ksa)

Variações sazonais na retenção e transferência ao solo de STP por meio da serapilheira - tipo e cobertura de vegetação em cada ponto do transecto

Pluviosidade/Nevoeiro, principal fator no controle da deposição em montanhas tropicais. Diferenças na deposição em serapilheira em períodos secos

Formação de serapilheira- caracterização e diferenças nos níveis de contaminantes entre os períodos- classes de vegetação Ombrófila Alto Montana/sub-Montana

Estudo de caso- PARNASOquestões levantadas

Fatores controladores da deposição em solo e vegetação em campos de altitude- volatilidade. Comparação com florestas. Formas químicas predominantes

Identificar diferenças na dinâmica sazonal e a variação altimétrica da partição nos meios bióticos (vegetação) e solo

Importância da transferência vertical atmosfera- solo na remoção de STP. Estimativas da re-emissão e acumulação regulados por:

Variáveis meteorológicas pluviosidade, temperatura e direção/intensidade vento período

Estimativas coeficientes de partição e volatilidade na temperatura ambiente

Capacidade do solo como corpo receptor- de acordo com suas propriedades (COT, CTC, granulometria, densidade, pH, teor de ácido húmico) em cada ponto.

Estudo de caso- PARNASOquestões levantadas

Remobilização e transferências entre as camadas superficiais do solo. Quantificação entre o horizonte orgânico e mineral.

Capacidade do solo em estabilizar contaminantes persistentes ao longo do tempo, e papel na perda por re-emissão/degradação (metabólitos) no perfil

Importância de bioindicador epífita nativo na interceptação e retenção. Potencial de aporte de cada STP para o solo.

De acordo com atributos do ambiente cobertura de florestas e altitude

Deposição semestral, meses secos x úmidos

Transferência ao solo- contribuição de aporte de contaminantes na serapilheira acumulada ao ano

Perspectivas futurasQualidade atmosférica local

Áreas-sentinela. Vulnerabilidade da biota no solo ao acúmulo. Potencial de riscos ecotoxicológicos e espécies-chave bioindicadoras de montanhas.

Aplicação e validação modelos estimar tendências a longo-prazo Dados históricos emissão e deposição atmosférica em compartimentos florestais. Ciclagem de poluentes. Relação fonte-receptores.

Dinâmica do transporte de STP por massas de ar (difusão, convecção). Identificação de fontes. Trocas verticais com solo (evaporação,precipitação) em montanhas.