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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARAacute
PROacute-REITORIA DE PESQUISA E POacuteS-GRADUACcedilAtildeO
INSTITUTO DE CIEcircNCIAS DO MAR
PROGRAMA DE POacuteS-GRADUACcedilAtildeO EM CIEcircNCIAS MARINHAS TROPICAIS
GABRIELLE MELO FERNANDES
Caracterizaccedilatildeo de fontes de contaminaccedilatildeo no semi-aacuterido cearense utilizando
hidrocarbonetos de petroacuteleo (Rio Acarauacute ndash Cearaacute)
FORTALEZA
2016
GABRIELLE MELO FERNANDES
Caracterizaccedilatildeo de fontes de contaminaccedilatildeo no semi-aacuterido cearense utilizando
hidrocarbonetos de petroacuteleo (Rio Acarauacute ndash Cearaacute)
Dissertaccedilatildeo apresentada ao Programa
de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ciecircncias Marinhas
Tropicais do Instituto de Ciecircncias do Mar
(LABOMAR) da Universidade Federal do
Cearaacute como requisito parcial agrave obtenccedilatildeo do
tiacutetulo de Mestre em Ciecircncias Marinhas
Tropicais Aacuterea de concentraccedilatildeo Utilizaccedilatildeo e
Manejo de Ecossistemas Marinhos Tropicais
Orientador Prof Dr Rivelino M
Cavalcante
FORTALEZA
2016
GABRIELLE MELO FERNANDES
Caracterizaccedilatildeo de fontes de contaminaccedilatildeo no semi-aacuterido cearense utilizando
hidrocarbonetos de petroacuteleo (Rio Acarauacute ndash Cearaacute)
Dissertaccedilatildeo apresentada ao Programa
de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ciecircncias Marinhas
Tropicais do Instituto de Ciecircncias do Mar
(LABOMAR) da Universidade Federal do
Cearaacute como requisito parcial agrave obtenccedilatildeo do
tiacutetulo de Mestre em Ciecircncias Marinhas
Tropicais Aacuterea de concentraccedilatildeo Utilizaccedilatildeo e
Manejo de Ecossistemas Marinhos Tropicais
Aprovada em ____________
BANCA EXAMINADORA
________________________________________
Prof Dr Rivelino Martins Cavalcante (Orientador)
Universidade Federal do Cearaacute (UFC)
_________________________________________
Profa Dr Lidriana de Souza Pinheiro
Universidade Federal do Cearaacute (UFC)
_________________________________________
Prof Dr Andreacute Henrique Barbosa de Oliveira
Instituto Federal do Sertatildeo Pernambucano (IF Sertatildeo Pernambucano)
A Maris
E principalmente a todas as matildees que
estudam
AGRADECIMENTOS
Eacute importante destacar que esse trabalho eacute o resultado de muitas matildeos de muito apoio
e de muita compreensatildeo por parte de todos que fizeram parte desses dois anos de mestrado
Primeiramente agradeccedilo aos meus pais Irismar e Alber que sempre foram a base de
tudo Deles eu sempre tive apoio incentivo compreensatildeo e a torcida mais fiel que sempre
acredita e acompanha Natildeo existem palavras para expressar minha gratidatildeo Entatildeo meu
sincero muito obrigada Agradeccedilo tambeacutem as minhas irmatildes lindas Danielle e Giselle pelo
companheirismo presenccedila e apoio nos momentos mais difiacuteceis
Agradeccedilo ao Lucas por estar sempre do meu lado me incentivando e acreditando em
mim ateacute mesmo mais do que eu Entramos nessa jornada juntos e estamos nos desafiando e
buscando o nosso melhor sempre Obrigada por desempenhar seu papel de pai tatildeo
maravilhosamente e dessa forma permitir que eu desempenhe meu lado profissional Te
amo
Agradeccedilo ao Prof Dr Rivelino Cavalcante pela compreensatildeo e confianccedila durante esse
trabalho principalmente na reta final Um obrigada especial as suas palavras de incentivo e
acircnimo bem no comecinho do mestrado Elas continuam a ter um grande efeito na minha
forma de encarar os fatos
Agradeccedilo a Teteacute minha sogra mais que especial Vocecirc possibilitou um tempo que eu
natildeo tinha e uma tranquilidade que eu precisava Graccedilas aos seus passeios e vaacuteaacuterios almoccedilos
eu pude escrever e estudar em intervalos preciosos Fica aqui tambeacutem meu agradecimento a
famiacutelia Soares que me recebeu tatildeo bem e com tanto carinho aleacutem da compreensatildeo nos meus
momentos de ausecircncia
Esses momentos de ausecircncia tambeacutem foram frequentes na famiacutelia Fernandes que tanto
escutaram sobre essa dissertaccedilatildeo Obrigada por sempre me apoiarem a natildeo desistir
Agradeccedilo aos queridos integrantes do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Contaminantes
Orgacircnicos (LACOr) que de alguma maneira ajudaram na realizaccedilatildeo desse trabalho Agrave Polly e
agrave Marci pelo companheirismo risadas e muito trabalho de equipe dedicado agraves inuacutemeras
bateladas Ao Davi Carlos Felipe Tanara e Tamires pelo apoio e trabalho braccedilal das vaacuterias
colunas de clean-up e titulaccedilotildees Ao Andreacute pela injeccedilatildeo e anaacutelise das amostras durante o seu
doutorado-sanduiche nos EUA A Wersacircngela Allyne e Ligia agradeccedilo pela presenccedila e
conversas descontraidas Muito Obrigada
Agradeccedilo aos teacutecnicos e profissionais dos laboratoacuterios parceiros pela disponibilidade
em ajudar e esclarecer qualquer duacutevida Obrigada agrave Prof Lidriana Pibheiro e agrave Cida do
Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) agrave Profa Oscarina Viana agrave Prof Regine
Vieira e agrave Cris do Laboratoacuterio de Microbiologia Ambiental e do Pescado (LAMAP) e ao Prof
Ronaldo Nascimento e aoVitor do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Traccedilos (LAT)
Meus agradecimentos agrave banca examinadora Prof Rivelino Profa Lidriana e ao Prof
Andreacute pelos seus comentaacuterios atenccedilatildeo e disponibilidade para a melhora desse trabalho
A CAPES e ao CNPQ pelo apoio financeiro tatildeo importante nesta jornada pela vida
acadecircmica
RESUMO
A distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e
distribuiccedilatildeo dos HPAs alcanos isoprenoacuteides (pristano e fitano) e biomarcadores do petroacuteleo
(hopanos e esteranos) foram investigados nos sedimentos superficiais e em um perfil
sedimentar no rio Acarauacute que representa a segunda maior bacia do Cearaacute Nos sedimentos
superficiais o somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
com uma meacutedia de 540577 ngg-1
jaacute o
somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios da USEPA variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720
ngg-1
(ACR5) Por sua vez os hopanos variaram de ltLD (ACR3) a 6787 μgg-1 (ACR6)
com destaque para o C29-hopano (NH) e os esteranos apresentaram valores variando de ltLD
a 2327 μgg-1 (ACR4) com destaque para o C28αββ (SR) Para a caracterizaccedilatildeo das fontes
primaacuterias na bacia do Acarauacute foram utilizadas vaacuterias razotildees diagnoacutesticas como sum HPAs (4-6
aneacuteis)sum HPAs16 BaA(BaA +Cri) IP(IP+BghiP) FenAnt FltrPir Per5 aneacuteis CPI (15-
19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit e PrFit De acordo com os indices preferenciais de
carbono a maioria das estaccedilotildees apresentou IPC ~ 1 o que caracteriza possiacutevel fonte de
derivados do petroacuteleo o que foi confirmado pela presenccedila de hopanos e esteranos na maioria
das estaccedilotildees Por outro lado a anaacutelise dos HPAs retornou fontes primaacuterias piroliacuteticas que
podem ser relacionadas com as queimadas na regiatildeo utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de
energia e emissotildees veiculares No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o
ecossistema a maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela
agecircncia ambiental canadense com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na
estaccedilatildeo ACR8 os compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos
adversos na biota O registro histoacuterico no estuaacuterio do rio Acarauacute revelou a predominacircncia de
fontes piroliacuteticas em camadas mais profundas provavelmente relacionadas ao incentivo da
utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de energia na deacutecada de 70 devido a crise do petroacuteleo Aleacutem
disso a deposiccedilatildeo dos HPAs foi determinada pelo tamanho do gratildeo e o pelo teor de carbono
orgacircnico com provaacutevel relaccedilatildeo com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Palavras-chave Sedimentos HPAs Alcanos Biomarcadores do petroacuteleo
ABSTRACT
Distribution composition sources and factors controlling accumulation and distribution of
PAHs alkanes isoprenoids (pristane and phytane) and oil biomarkers (hopanes and steranes)
were investigated in surface sediments and in a sedimentary profile at Acarauacute river which is
the second largest drainage basin of Cearaacute In surface sediments the sum of the concentration
of the series of C10 -C38 n-alkanes ranged from approximately 3000 ngg-1
-8000 ngg-1
averaging 540577 ngg-1
since the sum of the 16 priority PAHs USEPA ranged from 14143
ngg-1
(ACR3) to 207720 ngg-1
(ACR5) On the other hand the hopanes ranged from ltLOD
(ACR3) to 6787 μgg-1
(ACR6) especially the C29-hopano (NH) and steranes presented
values ranging from ltLOD to 2327 ug g-1
(ACR4) highlighting the C28αββ (S R) For the
characterization of the primary sources in the basin of Acarauacute were used various diagnostic
ratios as Σ PAHs (4-6 rings) Σ HPAs16 BaA (BaA + Cri) IP (IP + BghiP) Phe Ant Fltr
Pir Per 5 rings CPI (15-19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit and PrFit According to the
Carbon Preference Index most stations showed CPI ~ 1 which features possible source of oil
derivatives which was confirmed by the presence of hopanes and steranes at most stations
Moreover analysis of PAH returned pyrolytic primary sources that can be related to the
burning activities in the region as the use of wood for cooking and energy source and vehicle
emissions Regarding the assessment of the potential risk to the ecosystem most stations were
below the lower level (TEL) established by the Canadian Environmental Agency with low
probability of adverse effects to biota Only at ACR8 site the compounds fluorene and
dibenzo(ah)anthracene had possible adverse effects on biota The historical record in the
estuary of the River Acarauacute revealed the predominance of pyrolytic sources in deeper layers
probably related to encouraging the use of wood as an energy source in the seventies due to
the oil crisis Furthermore the deposition of PAHs was determined by the grain size and the
organic carbon content with a probable relationship with the organic matter adsorbed in the
clay minerals
Keywords Sediment PAHs Alkanes Petroleum Biomarkers
LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos 17
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano) 18
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos 20
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados 22
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais 23
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados 30
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios estudados 31
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados 32
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz 33
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial e do perfil
sedimentar Error Bookmark not defined
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees 35
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem 36
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos reduzidos a 1
mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG 40
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute 42
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais 46
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar 47
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho 48
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais 51
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio
Acarauacute 57
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio Acarauacute
59
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais 62
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais 63
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18 64
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e esteranos
(sumEster) nos sedimentos superficiais 66
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar 67
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar 68
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
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20
nC
21
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22
nC
23
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24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
n-alcanos
ACR10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
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1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
) ACR1
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR2
DahA0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
ACR3
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR4
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0102030405060708090
100
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR5
DahA0
1000
2000
Co
nce
ntr
accedilatildeo
(ng
g)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR6
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR7
DahA0
1000
2000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
04080
120160200240280320360400
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
1500
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR9
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
80
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90
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
GABRIELLE MELO FERNANDES
Caracterizaccedilatildeo de fontes de contaminaccedilatildeo no semi-aacuterido cearense utilizando
hidrocarbonetos de petroacuteleo (Rio Acarauacute ndash Cearaacute)
Dissertaccedilatildeo apresentada ao Programa
de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ciecircncias Marinhas
Tropicais do Instituto de Ciecircncias do Mar
(LABOMAR) da Universidade Federal do
Cearaacute como requisito parcial agrave obtenccedilatildeo do
tiacutetulo de Mestre em Ciecircncias Marinhas
Tropicais Aacuterea de concentraccedilatildeo Utilizaccedilatildeo e
Manejo de Ecossistemas Marinhos Tropicais
Orientador Prof Dr Rivelino M
Cavalcante
FORTALEZA
2016
GABRIELLE MELO FERNANDES
Caracterizaccedilatildeo de fontes de contaminaccedilatildeo no semi-aacuterido cearense utilizando
hidrocarbonetos de petroacuteleo (Rio Acarauacute ndash Cearaacute)
Dissertaccedilatildeo apresentada ao Programa
de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ciecircncias Marinhas
Tropicais do Instituto de Ciecircncias do Mar
(LABOMAR) da Universidade Federal do
Cearaacute como requisito parcial agrave obtenccedilatildeo do
tiacutetulo de Mestre em Ciecircncias Marinhas
Tropicais Aacuterea de concentraccedilatildeo Utilizaccedilatildeo e
Manejo de Ecossistemas Marinhos Tropicais
Aprovada em ____________
BANCA EXAMINADORA
________________________________________
Prof Dr Rivelino Martins Cavalcante (Orientador)
Universidade Federal do Cearaacute (UFC)
_________________________________________
Profa Dr Lidriana de Souza Pinheiro
Universidade Federal do Cearaacute (UFC)
_________________________________________
Prof Dr Andreacute Henrique Barbosa de Oliveira
Instituto Federal do Sertatildeo Pernambucano (IF Sertatildeo Pernambucano)
A Maris
E principalmente a todas as matildees que
estudam
AGRADECIMENTOS
Eacute importante destacar que esse trabalho eacute o resultado de muitas matildeos de muito apoio
e de muita compreensatildeo por parte de todos que fizeram parte desses dois anos de mestrado
Primeiramente agradeccedilo aos meus pais Irismar e Alber que sempre foram a base de
tudo Deles eu sempre tive apoio incentivo compreensatildeo e a torcida mais fiel que sempre
acredita e acompanha Natildeo existem palavras para expressar minha gratidatildeo Entatildeo meu
sincero muito obrigada Agradeccedilo tambeacutem as minhas irmatildes lindas Danielle e Giselle pelo
companheirismo presenccedila e apoio nos momentos mais difiacuteceis
Agradeccedilo ao Lucas por estar sempre do meu lado me incentivando e acreditando em
mim ateacute mesmo mais do que eu Entramos nessa jornada juntos e estamos nos desafiando e
buscando o nosso melhor sempre Obrigada por desempenhar seu papel de pai tatildeo
maravilhosamente e dessa forma permitir que eu desempenhe meu lado profissional Te
amo
Agradeccedilo ao Prof Dr Rivelino Cavalcante pela compreensatildeo e confianccedila durante esse
trabalho principalmente na reta final Um obrigada especial as suas palavras de incentivo e
acircnimo bem no comecinho do mestrado Elas continuam a ter um grande efeito na minha
forma de encarar os fatos
Agradeccedilo a Teteacute minha sogra mais que especial Vocecirc possibilitou um tempo que eu
natildeo tinha e uma tranquilidade que eu precisava Graccedilas aos seus passeios e vaacuteaacuterios almoccedilos
eu pude escrever e estudar em intervalos preciosos Fica aqui tambeacutem meu agradecimento a
famiacutelia Soares que me recebeu tatildeo bem e com tanto carinho aleacutem da compreensatildeo nos meus
momentos de ausecircncia
Esses momentos de ausecircncia tambeacutem foram frequentes na famiacutelia Fernandes que tanto
escutaram sobre essa dissertaccedilatildeo Obrigada por sempre me apoiarem a natildeo desistir
Agradeccedilo aos queridos integrantes do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Contaminantes
Orgacircnicos (LACOr) que de alguma maneira ajudaram na realizaccedilatildeo desse trabalho Agrave Polly e
agrave Marci pelo companheirismo risadas e muito trabalho de equipe dedicado agraves inuacutemeras
bateladas Ao Davi Carlos Felipe Tanara e Tamires pelo apoio e trabalho braccedilal das vaacuterias
colunas de clean-up e titulaccedilotildees Ao Andreacute pela injeccedilatildeo e anaacutelise das amostras durante o seu
doutorado-sanduiche nos EUA A Wersacircngela Allyne e Ligia agradeccedilo pela presenccedila e
conversas descontraidas Muito Obrigada
Agradeccedilo aos teacutecnicos e profissionais dos laboratoacuterios parceiros pela disponibilidade
em ajudar e esclarecer qualquer duacutevida Obrigada agrave Prof Lidriana Pibheiro e agrave Cida do
Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) agrave Profa Oscarina Viana agrave Prof Regine
Vieira e agrave Cris do Laboratoacuterio de Microbiologia Ambiental e do Pescado (LAMAP) e ao Prof
Ronaldo Nascimento e aoVitor do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Traccedilos (LAT)
Meus agradecimentos agrave banca examinadora Prof Rivelino Profa Lidriana e ao Prof
Andreacute pelos seus comentaacuterios atenccedilatildeo e disponibilidade para a melhora desse trabalho
A CAPES e ao CNPQ pelo apoio financeiro tatildeo importante nesta jornada pela vida
acadecircmica
RESUMO
A distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e
distribuiccedilatildeo dos HPAs alcanos isoprenoacuteides (pristano e fitano) e biomarcadores do petroacuteleo
(hopanos e esteranos) foram investigados nos sedimentos superficiais e em um perfil
sedimentar no rio Acarauacute que representa a segunda maior bacia do Cearaacute Nos sedimentos
superficiais o somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
com uma meacutedia de 540577 ngg-1
jaacute o
somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios da USEPA variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720
ngg-1
(ACR5) Por sua vez os hopanos variaram de ltLD (ACR3) a 6787 μgg-1 (ACR6)
com destaque para o C29-hopano (NH) e os esteranos apresentaram valores variando de ltLD
a 2327 μgg-1 (ACR4) com destaque para o C28αββ (SR) Para a caracterizaccedilatildeo das fontes
primaacuterias na bacia do Acarauacute foram utilizadas vaacuterias razotildees diagnoacutesticas como sum HPAs (4-6
aneacuteis)sum HPAs16 BaA(BaA +Cri) IP(IP+BghiP) FenAnt FltrPir Per5 aneacuteis CPI (15-
19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit e PrFit De acordo com os indices preferenciais de
carbono a maioria das estaccedilotildees apresentou IPC ~ 1 o que caracteriza possiacutevel fonte de
derivados do petroacuteleo o que foi confirmado pela presenccedila de hopanos e esteranos na maioria
das estaccedilotildees Por outro lado a anaacutelise dos HPAs retornou fontes primaacuterias piroliacuteticas que
podem ser relacionadas com as queimadas na regiatildeo utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de
energia e emissotildees veiculares No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o
ecossistema a maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela
agecircncia ambiental canadense com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na
estaccedilatildeo ACR8 os compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos
adversos na biota O registro histoacuterico no estuaacuterio do rio Acarauacute revelou a predominacircncia de
fontes piroliacuteticas em camadas mais profundas provavelmente relacionadas ao incentivo da
utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de energia na deacutecada de 70 devido a crise do petroacuteleo Aleacutem
disso a deposiccedilatildeo dos HPAs foi determinada pelo tamanho do gratildeo e o pelo teor de carbono
orgacircnico com provaacutevel relaccedilatildeo com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Palavras-chave Sedimentos HPAs Alcanos Biomarcadores do petroacuteleo
ABSTRACT
Distribution composition sources and factors controlling accumulation and distribution of
PAHs alkanes isoprenoids (pristane and phytane) and oil biomarkers (hopanes and steranes)
were investigated in surface sediments and in a sedimentary profile at Acarauacute river which is
the second largest drainage basin of Cearaacute In surface sediments the sum of the concentration
of the series of C10 -C38 n-alkanes ranged from approximately 3000 ngg-1
-8000 ngg-1
averaging 540577 ngg-1
since the sum of the 16 priority PAHs USEPA ranged from 14143
ngg-1
(ACR3) to 207720 ngg-1
(ACR5) On the other hand the hopanes ranged from ltLOD
(ACR3) to 6787 μgg-1
(ACR6) especially the C29-hopano (NH) and steranes presented
values ranging from ltLOD to 2327 ug g-1
(ACR4) highlighting the C28αββ (S R) For the
characterization of the primary sources in the basin of Acarauacute were used various diagnostic
ratios as Σ PAHs (4-6 rings) Σ HPAs16 BaA (BaA + Cri) IP (IP + BghiP) Phe Ant Fltr
Pir Per 5 rings CPI (15-19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit and PrFit According to the
Carbon Preference Index most stations showed CPI ~ 1 which features possible source of oil
derivatives which was confirmed by the presence of hopanes and steranes at most stations
Moreover analysis of PAH returned pyrolytic primary sources that can be related to the
burning activities in the region as the use of wood for cooking and energy source and vehicle
emissions Regarding the assessment of the potential risk to the ecosystem most stations were
below the lower level (TEL) established by the Canadian Environmental Agency with low
probability of adverse effects to biota Only at ACR8 site the compounds fluorene and
dibenzo(ah)anthracene had possible adverse effects on biota The historical record in the
estuary of the River Acarauacute revealed the predominance of pyrolytic sources in deeper layers
probably related to encouraging the use of wood as an energy source in the seventies due to
the oil crisis Furthermore the deposition of PAHs was determined by the grain size and the
organic carbon content with a probable relationship with the organic matter adsorbed in the
clay minerals
Keywords Sediment PAHs Alkanes Petroleum Biomarkers
LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos 17
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano) 18
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos 20
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados 22
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais 23
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados 30
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios estudados 31
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados 32
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz 33
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial e do perfil
sedimentar Error Bookmark not defined
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees 35
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem 36
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos reduzidos a 1
mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG 40
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute 42
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais 46
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar 47
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho 48
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais 51
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio
Acarauacute 57
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio Acarauacute
59
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais 62
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais 63
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18 64
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e esteranos
(sumEster) nos sedimentos superficiais 66
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar 67
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar 68
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
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2000
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accedilatilde
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ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
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1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
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1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
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2000
Co
nce
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accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
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nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
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no
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19
nC
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nC
21
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nC
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1900
2000
Co
nce
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accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
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nC
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nC
17
Prist
ano
nC
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Fita
no
nC
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21
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nC
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nC
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nC
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nC
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nC
38
n-alcanos
ACR10
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1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
) ACR1
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR2
DahA0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
ACR3
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR4
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0102030405060708090
100
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR5
DahA0
1000
2000
Co
nce
ntr
accedilatildeo
(ng
g)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR6
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR7
DahA0
1000
2000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
04080
120160200240280320360400
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
1500
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR9
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
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OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
GABRIELLE MELO FERNANDES
Caracterizaccedilatildeo de fontes de contaminaccedilatildeo no semi-aacuterido cearense utilizando
hidrocarbonetos de petroacuteleo (Rio Acarauacute ndash Cearaacute)
Dissertaccedilatildeo apresentada ao Programa
de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ciecircncias Marinhas
Tropicais do Instituto de Ciecircncias do Mar
(LABOMAR) da Universidade Federal do
Cearaacute como requisito parcial agrave obtenccedilatildeo do
tiacutetulo de Mestre em Ciecircncias Marinhas
Tropicais Aacuterea de concentraccedilatildeo Utilizaccedilatildeo e
Manejo de Ecossistemas Marinhos Tropicais
Aprovada em ____________
BANCA EXAMINADORA
________________________________________
Prof Dr Rivelino Martins Cavalcante (Orientador)
Universidade Federal do Cearaacute (UFC)
_________________________________________
Profa Dr Lidriana de Souza Pinheiro
Universidade Federal do Cearaacute (UFC)
_________________________________________
Prof Dr Andreacute Henrique Barbosa de Oliveira
Instituto Federal do Sertatildeo Pernambucano (IF Sertatildeo Pernambucano)
A Maris
E principalmente a todas as matildees que
estudam
AGRADECIMENTOS
Eacute importante destacar que esse trabalho eacute o resultado de muitas matildeos de muito apoio
e de muita compreensatildeo por parte de todos que fizeram parte desses dois anos de mestrado
Primeiramente agradeccedilo aos meus pais Irismar e Alber que sempre foram a base de
tudo Deles eu sempre tive apoio incentivo compreensatildeo e a torcida mais fiel que sempre
acredita e acompanha Natildeo existem palavras para expressar minha gratidatildeo Entatildeo meu
sincero muito obrigada Agradeccedilo tambeacutem as minhas irmatildes lindas Danielle e Giselle pelo
companheirismo presenccedila e apoio nos momentos mais difiacuteceis
Agradeccedilo ao Lucas por estar sempre do meu lado me incentivando e acreditando em
mim ateacute mesmo mais do que eu Entramos nessa jornada juntos e estamos nos desafiando e
buscando o nosso melhor sempre Obrigada por desempenhar seu papel de pai tatildeo
maravilhosamente e dessa forma permitir que eu desempenhe meu lado profissional Te
amo
Agradeccedilo ao Prof Dr Rivelino Cavalcante pela compreensatildeo e confianccedila durante esse
trabalho principalmente na reta final Um obrigada especial as suas palavras de incentivo e
acircnimo bem no comecinho do mestrado Elas continuam a ter um grande efeito na minha
forma de encarar os fatos
Agradeccedilo a Teteacute minha sogra mais que especial Vocecirc possibilitou um tempo que eu
natildeo tinha e uma tranquilidade que eu precisava Graccedilas aos seus passeios e vaacuteaacuterios almoccedilos
eu pude escrever e estudar em intervalos preciosos Fica aqui tambeacutem meu agradecimento a
famiacutelia Soares que me recebeu tatildeo bem e com tanto carinho aleacutem da compreensatildeo nos meus
momentos de ausecircncia
Esses momentos de ausecircncia tambeacutem foram frequentes na famiacutelia Fernandes que tanto
escutaram sobre essa dissertaccedilatildeo Obrigada por sempre me apoiarem a natildeo desistir
Agradeccedilo aos queridos integrantes do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Contaminantes
Orgacircnicos (LACOr) que de alguma maneira ajudaram na realizaccedilatildeo desse trabalho Agrave Polly e
agrave Marci pelo companheirismo risadas e muito trabalho de equipe dedicado agraves inuacutemeras
bateladas Ao Davi Carlos Felipe Tanara e Tamires pelo apoio e trabalho braccedilal das vaacuterias
colunas de clean-up e titulaccedilotildees Ao Andreacute pela injeccedilatildeo e anaacutelise das amostras durante o seu
doutorado-sanduiche nos EUA A Wersacircngela Allyne e Ligia agradeccedilo pela presenccedila e
conversas descontraidas Muito Obrigada
Agradeccedilo aos teacutecnicos e profissionais dos laboratoacuterios parceiros pela disponibilidade
em ajudar e esclarecer qualquer duacutevida Obrigada agrave Prof Lidriana Pibheiro e agrave Cida do
Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) agrave Profa Oscarina Viana agrave Prof Regine
Vieira e agrave Cris do Laboratoacuterio de Microbiologia Ambiental e do Pescado (LAMAP) e ao Prof
Ronaldo Nascimento e aoVitor do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Traccedilos (LAT)
Meus agradecimentos agrave banca examinadora Prof Rivelino Profa Lidriana e ao Prof
Andreacute pelos seus comentaacuterios atenccedilatildeo e disponibilidade para a melhora desse trabalho
A CAPES e ao CNPQ pelo apoio financeiro tatildeo importante nesta jornada pela vida
acadecircmica
RESUMO
A distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e
distribuiccedilatildeo dos HPAs alcanos isoprenoacuteides (pristano e fitano) e biomarcadores do petroacuteleo
(hopanos e esteranos) foram investigados nos sedimentos superficiais e em um perfil
sedimentar no rio Acarauacute que representa a segunda maior bacia do Cearaacute Nos sedimentos
superficiais o somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
com uma meacutedia de 540577 ngg-1
jaacute o
somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios da USEPA variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720
ngg-1
(ACR5) Por sua vez os hopanos variaram de ltLD (ACR3) a 6787 μgg-1 (ACR6)
com destaque para o C29-hopano (NH) e os esteranos apresentaram valores variando de ltLD
a 2327 μgg-1 (ACR4) com destaque para o C28αββ (SR) Para a caracterizaccedilatildeo das fontes
primaacuterias na bacia do Acarauacute foram utilizadas vaacuterias razotildees diagnoacutesticas como sum HPAs (4-6
aneacuteis)sum HPAs16 BaA(BaA +Cri) IP(IP+BghiP) FenAnt FltrPir Per5 aneacuteis CPI (15-
19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit e PrFit De acordo com os indices preferenciais de
carbono a maioria das estaccedilotildees apresentou IPC ~ 1 o que caracteriza possiacutevel fonte de
derivados do petroacuteleo o que foi confirmado pela presenccedila de hopanos e esteranos na maioria
das estaccedilotildees Por outro lado a anaacutelise dos HPAs retornou fontes primaacuterias piroliacuteticas que
podem ser relacionadas com as queimadas na regiatildeo utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de
energia e emissotildees veiculares No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o
ecossistema a maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela
agecircncia ambiental canadense com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na
estaccedilatildeo ACR8 os compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos
adversos na biota O registro histoacuterico no estuaacuterio do rio Acarauacute revelou a predominacircncia de
fontes piroliacuteticas em camadas mais profundas provavelmente relacionadas ao incentivo da
utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de energia na deacutecada de 70 devido a crise do petroacuteleo Aleacutem
disso a deposiccedilatildeo dos HPAs foi determinada pelo tamanho do gratildeo e o pelo teor de carbono
orgacircnico com provaacutevel relaccedilatildeo com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Palavras-chave Sedimentos HPAs Alcanos Biomarcadores do petroacuteleo
ABSTRACT
Distribution composition sources and factors controlling accumulation and distribution of
PAHs alkanes isoprenoids (pristane and phytane) and oil biomarkers (hopanes and steranes)
were investigated in surface sediments and in a sedimentary profile at Acarauacute river which is
the second largest drainage basin of Cearaacute In surface sediments the sum of the concentration
of the series of C10 -C38 n-alkanes ranged from approximately 3000 ngg-1
-8000 ngg-1
averaging 540577 ngg-1
since the sum of the 16 priority PAHs USEPA ranged from 14143
ngg-1
(ACR3) to 207720 ngg-1
(ACR5) On the other hand the hopanes ranged from ltLOD
(ACR3) to 6787 μgg-1
(ACR6) especially the C29-hopano (NH) and steranes presented
values ranging from ltLOD to 2327 ug g-1
(ACR4) highlighting the C28αββ (S R) For the
characterization of the primary sources in the basin of Acarauacute were used various diagnostic
ratios as Σ PAHs (4-6 rings) Σ HPAs16 BaA (BaA + Cri) IP (IP + BghiP) Phe Ant Fltr
Pir Per 5 rings CPI (15-19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit and PrFit According to the
Carbon Preference Index most stations showed CPI ~ 1 which features possible source of oil
derivatives which was confirmed by the presence of hopanes and steranes at most stations
Moreover analysis of PAH returned pyrolytic primary sources that can be related to the
burning activities in the region as the use of wood for cooking and energy source and vehicle
emissions Regarding the assessment of the potential risk to the ecosystem most stations were
below the lower level (TEL) established by the Canadian Environmental Agency with low
probability of adverse effects to biota Only at ACR8 site the compounds fluorene and
dibenzo(ah)anthracene had possible adverse effects on biota The historical record in the
estuary of the River Acarauacute revealed the predominance of pyrolytic sources in deeper layers
probably related to encouraging the use of wood as an energy source in the seventies due to
the oil crisis Furthermore the deposition of PAHs was determined by the grain size and the
organic carbon content with a probable relationship with the organic matter adsorbed in the
clay minerals
Keywords Sediment PAHs Alkanes Petroleum Biomarkers
LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos 17
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano) 18
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos 20
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados 22
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais 23
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados 30
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios estudados 31
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados 32
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz 33
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial e do perfil
sedimentar Error Bookmark not defined
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees 35
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem 36
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos reduzidos a 1
mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG 40
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute 42
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais 46
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar 47
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho 48
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais 51
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio
Acarauacute 57
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio Acarauacute
59
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais 62
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais 63
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18 64
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e esteranos
(sumEster) nos sedimentos superficiais 66
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar 67
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar 68
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
n-alcanos
ACR10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
) ACR1
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR2
DahA0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
ACR3
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR4
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0102030405060708090
100
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR5
DahA0
1000
2000
Co
nce
ntr
accedilatildeo
(ng
g)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR6
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR7
DahA0
1000
2000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
04080
120160200240280320360400
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
1500
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR9
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
80
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90
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
A Maris
E principalmente a todas as matildees que
estudam
AGRADECIMENTOS
Eacute importante destacar que esse trabalho eacute o resultado de muitas matildeos de muito apoio
e de muita compreensatildeo por parte de todos que fizeram parte desses dois anos de mestrado
Primeiramente agradeccedilo aos meus pais Irismar e Alber que sempre foram a base de
tudo Deles eu sempre tive apoio incentivo compreensatildeo e a torcida mais fiel que sempre
acredita e acompanha Natildeo existem palavras para expressar minha gratidatildeo Entatildeo meu
sincero muito obrigada Agradeccedilo tambeacutem as minhas irmatildes lindas Danielle e Giselle pelo
companheirismo presenccedila e apoio nos momentos mais difiacuteceis
Agradeccedilo ao Lucas por estar sempre do meu lado me incentivando e acreditando em
mim ateacute mesmo mais do que eu Entramos nessa jornada juntos e estamos nos desafiando e
buscando o nosso melhor sempre Obrigada por desempenhar seu papel de pai tatildeo
maravilhosamente e dessa forma permitir que eu desempenhe meu lado profissional Te
amo
Agradeccedilo ao Prof Dr Rivelino Cavalcante pela compreensatildeo e confianccedila durante esse
trabalho principalmente na reta final Um obrigada especial as suas palavras de incentivo e
acircnimo bem no comecinho do mestrado Elas continuam a ter um grande efeito na minha
forma de encarar os fatos
Agradeccedilo a Teteacute minha sogra mais que especial Vocecirc possibilitou um tempo que eu
natildeo tinha e uma tranquilidade que eu precisava Graccedilas aos seus passeios e vaacuteaacuterios almoccedilos
eu pude escrever e estudar em intervalos preciosos Fica aqui tambeacutem meu agradecimento a
famiacutelia Soares que me recebeu tatildeo bem e com tanto carinho aleacutem da compreensatildeo nos meus
momentos de ausecircncia
Esses momentos de ausecircncia tambeacutem foram frequentes na famiacutelia Fernandes que tanto
escutaram sobre essa dissertaccedilatildeo Obrigada por sempre me apoiarem a natildeo desistir
Agradeccedilo aos queridos integrantes do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Contaminantes
Orgacircnicos (LACOr) que de alguma maneira ajudaram na realizaccedilatildeo desse trabalho Agrave Polly e
agrave Marci pelo companheirismo risadas e muito trabalho de equipe dedicado agraves inuacutemeras
bateladas Ao Davi Carlos Felipe Tanara e Tamires pelo apoio e trabalho braccedilal das vaacuterias
colunas de clean-up e titulaccedilotildees Ao Andreacute pela injeccedilatildeo e anaacutelise das amostras durante o seu
doutorado-sanduiche nos EUA A Wersacircngela Allyne e Ligia agradeccedilo pela presenccedila e
conversas descontraidas Muito Obrigada
Agradeccedilo aos teacutecnicos e profissionais dos laboratoacuterios parceiros pela disponibilidade
em ajudar e esclarecer qualquer duacutevida Obrigada agrave Prof Lidriana Pibheiro e agrave Cida do
Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) agrave Profa Oscarina Viana agrave Prof Regine
Vieira e agrave Cris do Laboratoacuterio de Microbiologia Ambiental e do Pescado (LAMAP) e ao Prof
Ronaldo Nascimento e aoVitor do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Traccedilos (LAT)
Meus agradecimentos agrave banca examinadora Prof Rivelino Profa Lidriana e ao Prof
Andreacute pelos seus comentaacuterios atenccedilatildeo e disponibilidade para a melhora desse trabalho
A CAPES e ao CNPQ pelo apoio financeiro tatildeo importante nesta jornada pela vida
acadecircmica
RESUMO
A distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e
distribuiccedilatildeo dos HPAs alcanos isoprenoacuteides (pristano e fitano) e biomarcadores do petroacuteleo
(hopanos e esteranos) foram investigados nos sedimentos superficiais e em um perfil
sedimentar no rio Acarauacute que representa a segunda maior bacia do Cearaacute Nos sedimentos
superficiais o somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
com uma meacutedia de 540577 ngg-1
jaacute o
somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios da USEPA variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720
ngg-1
(ACR5) Por sua vez os hopanos variaram de ltLD (ACR3) a 6787 μgg-1 (ACR6)
com destaque para o C29-hopano (NH) e os esteranos apresentaram valores variando de ltLD
a 2327 μgg-1 (ACR4) com destaque para o C28αββ (SR) Para a caracterizaccedilatildeo das fontes
primaacuterias na bacia do Acarauacute foram utilizadas vaacuterias razotildees diagnoacutesticas como sum HPAs (4-6
aneacuteis)sum HPAs16 BaA(BaA +Cri) IP(IP+BghiP) FenAnt FltrPir Per5 aneacuteis CPI (15-
19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit e PrFit De acordo com os indices preferenciais de
carbono a maioria das estaccedilotildees apresentou IPC ~ 1 o que caracteriza possiacutevel fonte de
derivados do petroacuteleo o que foi confirmado pela presenccedila de hopanos e esteranos na maioria
das estaccedilotildees Por outro lado a anaacutelise dos HPAs retornou fontes primaacuterias piroliacuteticas que
podem ser relacionadas com as queimadas na regiatildeo utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de
energia e emissotildees veiculares No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o
ecossistema a maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela
agecircncia ambiental canadense com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na
estaccedilatildeo ACR8 os compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos
adversos na biota O registro histoacuterico no estuaacuterio do rio Acarauacute revelou a predominacircncia de
fontes piroliacuteticas em camadas mais profundas provavelmente relacionadas ao incentivo da
utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de energia na deacutecada de 70 devido a crise do petroacuteleo Aleacutem
disso a deposiccedilatildeo dos HPAs foi determinada pelo tamanho do gratildeo e o pelo teor de carbono
orgacircnico com provaacutevel relaccedilatildeo com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Palavras-chave Sedimentos HPAs Alcanos Biomarcadores do petroacuteleo
ABSTRACT
Distribution composition sources and factors controlling accumulation and distribution of
PAHs alkanes isoprenoids (pristane and phytane) and oil biomarkers (hopanes and steranes)
were investigated in surface sediments and in a sedimentary profile at Acarauacute river which is
the second largest drainage basin of Cearaacute In surface sediments the sum of the concentration
of the series of C10 -C38 n-alkanes ranged from approximately 3000 ngg-1
-8000 ngg-1
averaging 540577 ngg-1
since the sum of the 16 priority PAHs USEPA ranged from 14143
ngg-1
(ACR3) to 207720 ngg-1
(ACR5) On the other hand the hopanes ranged from ltLOD
(ACR3) to 6787 μgg-1
(ACR6) especially the C29-hopano (NH) and steranes presented
values ranging from ltLOD to 2327 ug g-1
(ACR4) highlighting the C28αββ (S R) For the
characterization of the primary sources in the basin of Acarauacute were used various diagnostic
ratios as Σ PAHs (4-6 rings) Σ HPAs16 BaA (BaA + Cri) IP (IP + BghiP) Phe Ant Fltr
Pir Per 5 rings CPI (15-19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit and PrFit According to the
Carbon Preference Index most stations showed CPI ~ 1 which features possible source of oil
derivatives which was confirmed by the presence of hopanes and steranes at most stations
Moreover analysis of PAH returned pyrolytic primary sources that can be related to the
burning activities in the region as the use of wood for cooking and energy source and vehicle
emissions Regarding the assessment of the potential risk to the ecosystem most stations were
below the lower level (TEL) established by the Canadian Environmental Agency with low
probability of adverse effects to biota Only at ACR8 site the compounds fluorene and
dibenzo(ah)anthracene had possible adverse effects on biota The historical record in the
estuary of the River Acarauacute revealed the predominance of pyrolytic sources in deeper layers
probably related to encouraging the use of wood as an energy source in the seventies due to
the oil crisis Furthermore the deposition of PAHs was determined by the grain size and the
organic carbon content with a probable relationship with the organic matter adsorbed in the
clay minerals
Keywords Sediment PAHs Alkanes Petroleum Biomarkers
LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos 17
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano) 18
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos 20
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados 22
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais 23
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados 30
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios estudados 31
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados 32
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz 33
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial e do perfil
sedimentar Error Bookmark not defined
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees 35
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem 36
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos reduzidos a 1
mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG 40
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute 42
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais 46
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar 47
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho 48
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais 51
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio
Acarauacute 57
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio Acarauacute
59
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais 62
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais 63
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18 64
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e esteranos
(sumEster) nos sedimentos superficiais 66
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar 67
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar 68
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
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nC
15
nC
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nC
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Prist
ano
nC
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Fita
no
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19
nC
20
nC
21
nC
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nC
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nC
24
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nC
26
nC
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nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
0
100
200
300
400
500
600
700
800
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1000
1100
1200
1300
1400
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1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
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nC
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nC
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nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
n-alcanos
ACR10
0
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300
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500
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1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
) ACR1
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR2
DahA0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
ACR3
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR4
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0102030405060708090
100
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR5
DahA0
1000
2000
Co
nce
ntr
accedilatildeo
(ng
g)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR6
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR7
DahA0
1000
2000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
04080
120160200240280320360400
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
1500
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR9
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
80
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APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
AGRADECIMENTOS
Eacute importante destacar que esse trabalho eacute o resultado de muitas matildeos de muito apoio
e de muita compreensatildeo por parte de todos que fizeram parte desses dois anos de mestrado
Primeiramente agradeccedilo aos meus pais Irismar e Alber que sempre foram a base de
tudo Deles eu sempre tive apoio incentivo compreensatildeo e a torcida mais fiel que sempre
acredita e acompanha Natildeo existem palavras para expressar minha gratidatildeo Entatildeo meu
sincero muito obrigada Agradeccedilo tambeacutem as minhas irmatildes lindas Danielle e Giselle pelo
companheirismo presenccedila e apoio nos momentos mais difiacuteceis
Agradeccedilo ao Lucas por estar sempre do meu lado me incentivando e acreditando em
mim ateacute mesmo mais do que eu Entramos nessa jornada juntos e estamos nos desafiando e
buscando o nosso melhor sempre Obrigada por desempenhar seu papel de pai tatildeo
maravilhosamente e dessa forma permitir que eu desempenhe meu lado profissional Te
amo
Agradeccedilo ao Prof Dr Rivelino Cavalcante pela compreensatildeo e confianccedila durante esse
trabalho principalmente na reta final Um obrigada especial as suas palavras de incentivo e
acircnimo bem no comecinho do mestrado Elas continuam a ter um grande efeito na minha
forma de encarar os fatos
Agradeccedilo a Teteacute minha sogra mais que especial Vocecirc possibilitou um tempo que eu
natildeo tinha e uma tranquilidade que eu precisava Graccedilas aos seus passeios e vaacuteaacuterios almoccedilos
eu pude escrever e estudar em intervalos preciosos Fica aqui tambeacutem meu agradecimento a
famiacutelia Soares que me recebeu tatildeo bem e com tanto carinho aleacutem da compreensatildeo nos meus
momentos de ausecircncia
Esses momentos de ausecircncia tambeacutem foram frequentes na famiacutelia Fernandes que tanto
escutaram sobre essa dissertaccedilatildeo Obrigada por sempre me apoiarem a natildeo desistir
Agradeccedilo aos queridos integrantes do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Contaminantes
Orgacircnicos (LACOr) que de alguma maneira ajudaram na realizaccedilatildeo desse trabalho Agrave Polly e
agrave Marci pelo companheirismo risadas e muito trabalho de equipe dedicado agraves inuacutemeras
bateladas Ao Davi Carlos Felipe Tanara e Tamires pelo apoio e trabalho braccedilal das vaacuterias
colunas de clean-up e titulaccedilotildees Ao Andreacute pela injeccedilatildeo e anaacutelise das amostras durante o seu
doutorado-sanduiche nos EUA A Wersacircngela Allyne e Ligia agradeccedilo pela presenccedila e
conversas descontraidas Muito Obrigada
Agradeccedilo aos teacutecnicos e profissionais dos laboratoacuterios parceiros pela disponibilidade
em ajudar e esclarecer qualquer duacutevida Obrigada agrave Prof Lidriana Pibheiro e agrave Cida do
Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) agrave Profa Oscarina Viana agrave Prof Regine
Vieira e agrave Cris do Laboratoacuterio de Microbiologia Ambiental e do Pescado (LAMAP) e ao Prof
Ronaldo Nascimento e aoVitor do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Traccedilos (LAT)
Meus agradecimentos agrave banca examinadora Prof Rivelino Profa Lidriana e ao Prof
Andreacute pelos seus comentaacuterios atenccedilatildeo e disponibilidade para a melhora desse trabalho
A CAPES e ao CNPQ pelo apoio financeiro tatildeo importante nesta jornada pela vida
acadecircmica
RESUMO
A distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e
distribuiccedilatildeo dos HPAs alcanos isoprenoacuteides (pristano e fitano) e biomarcadores do petroacuteleo
(hopanos e esteranos) foram investigados nos sedimentos superficiais e em um perfil
sedimentar no rio Acarauacute que representa a segunda maior bacia do Cearaacute Nos sedimentos
superficiais o somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
com uma meacutedia de 540577 ngg-1
jaacute o
somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios da USEPA variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720
ngg-1
(ACR5) Por sua vez os hopanos variaram de ltLD (ACR3) a 6787 μgg-1 (ACR6)
com destaque para o C29-hopano (NH) e os esteranos apresentaram valores variando de ltLD
a 2327 μgg-1 (ACR4) com destaque para o C28αββ (SR) Para a caracterizaccedilatildeo das fontes
primaacuterias na bacia do Acarauacute foram utilizadas vaacuterias razotildees diagnoacutesticas como sum HPAs (4-6
aneacuteis)sum HPAs16 BaA(BaA +Cri) IP(IP+BghiP) FenAnt FltrPir Per5 aneacuteis CPI (15-
19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit e PrFit De acordo com os indices preferenciais de
carbono a maioria das estaccedilotildees apresentou IPC ~ 1 o que caracteriza possiacutevel fonte de
derivados do petroacuteleo o que foi confirmado pela presenccedila de hopanos e esteranos na maioria
das estaccedilotildees Por outro lado a anaacutelise dos HPAs retornou fontes primaacuterias piroliacuteticas que
podem ser relacionadas com as queimadas na regiatildeo utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de
energia e emissotildees veiculares No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o
ecossistema a maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela
agecircncia ambiental canadense com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na
estaccedilatildeo ACR8 os compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos
adversos na biota O registro histoacuterico no estuaacuterio do rio Acarauacute revelou a predominacircncia de
fontes piroliacuteticas em camadas mais profundas provavelmente relacionadas ao incentivo da
utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de energia na deacutecada de 70 devido a crise do petroacuteleo Aleacutem
disso a deposiccedilatildeo dos HPAs foi determinada pelo tamanho do gratildeo e o pelo teor de carbono
orgacircnico com provaacutevel relaccedilatildeo com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Palavras-chave Sedimentos HPAs Alcanos Biomarcadores do petroacuteleo
ABSTRACT
Distribution composition sources and factors controlling accumulation and distribution of
PAHs alkanes isoprenoids (pristane and phytane) and oil biomarkers (hopanes and steranes)
were investigated in surface sediments and in a sedimentary profile at Acarauacute river which is
the second largest drainage basin of Cearaacute In surface sediments the sum of the concentration
of the series of C10 -C38 n-alkanes ranged from approximately 3000 ngg-1
-8000 ngg-1
averaging 540577 ngg-1
since the sum of the 16 priority PAHs USEPA ranged from 14143
ngg-1
(ACR3) to 207720 ngg-1
(ACR5) On the other hand the hopanes ranged from ltLOD
(ACR3) to 6787 μgg-1
(ACR6) especially the C29-hopano (NH) and steranes presented
values ranging from ltLOD to 2327 ug g-1
(ACR4) highlighting the C28αββ (S R) For the
characterization of the primary sources in the basin of Acarauacute were used various diagnostic
ratios as Σ PAHs (4-6 rings) Σ HPAs16 BaA (BaA + Cri) IP (IP + BghiP) Phe Ant Fltr
Pir Per 5 rings CPI (15-19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit and PrFit According to the
Carbon Preference Index most stations showed CPI ~ 1 which features possible source of oil
derivatives which was confirmed by the presence of hopanes and steranes at most stations
Moreover analysis of PAH returned pyrolytic primary sources that can be related to the
burning activities in the region as the use of wood for cooking and energy source and vehicle
emissions Regarding the assessment of the potential risk to the ecosystem most stations were
below the lower level (TEL) established by the Canadian Environmental Agency with low
probability of adverse effects to biota Only at ACR8 site the compounds fluorene and
dibenzo(ah)anthracene had possible adverse effects on biota The historical record in the
estuary of the River Acarauacute revealed the predominance of pyrolytic sources in deeper layers
probably related to encouraging the use of wood as an energy source in the seventies due to
the oil crisis Furthermore the deposition of PAHs was determined by the grain size and the
organic carbon content with a probable relationship with the organic matter adsorbed in the
clay minerals
Keywords Sediment PAHs Alkanes Petroleum Biomarkers
LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos 17
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano) 18
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos 20
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados 22
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais 23
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados 30
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios estudados 31
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados 32
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz 33
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial e do perfil
sedimentar Error Bookmark not defined
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees 35
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem 36
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos reduzidos a 1
mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG 40
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute 42
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais 46
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar 47
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho 48
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais 51
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio
Acarauacute 57
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio Acarauacute
59
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais 62
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais 63
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18 64
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e esteranos
(sumEster) nos sedimentos superficiais 66
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar 67
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar 68
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
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1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
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1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
n-alcanos
ACR10
0
100
200
300
400
500
600
700
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20000
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20000
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1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
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0
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30
40
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(ngg
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C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
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0
10
20
30
40
50
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(ngg
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ACR2
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30
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C2-N
C3-N
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40
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)
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C1-N
C2-N
C3-N
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C1-N
C2-N
C3-N
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0102030405060708090
100
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ntr
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(ngg
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1000
2000
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C3-N
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20
30
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60
70
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BghiP
04080
120160200240280320360400
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accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
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C1-N
C2-N
C3-N
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1000
1500
Conce
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accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
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BghiP
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100120140160180200
ACR9
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ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
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0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
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C2-N
C3-N
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BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
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90
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
Agradeccedilo aos teacutecnicos e profissionais dos laboratoacuterios parceiros pela disponibilidade
em ajudar e esclarecer qualquer duacutevida Obrigada agrave Prof Lidriana Pibheiro e agrave Cida do
Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) agrave Profa Oscarina Viana agrave Prof Regine
Vieira e agrave Cris do Laboratoacuterio de Microbiologia Ambiental e do Pescado (LAMAP) e ao Prof
Ronaldo Nascimento e aoVitor do Laboratoacuterio de Anaacutelise de Traccedilos (LAT)
Meus agradecimentos agrave banca examinadora Prof Rivelino Profa Lidriana e ao Prof
Andreacute pelos seus comentaacuterios atenccedilatildeo e disponibilidade para a melhora desse trabalho
A CAPES e ao CNPQ pelo apoio financeiro tatildeo importante nesta jornada pela vida
acadecircmica
RESUMO
A distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e
distribuiccedilatildeo dos HPAs alcanos isoprenoacuteides (pristano e fitano) e biomarcadores do petroacuteleo
(hopanos e esteranos) foram investigados nos sedimentos superficiais e em um perfil
sedimentar no rio Acarauacute que representa a segunda maior bacia do Cearaacute Nos sedimentos
superficiais o somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
com uma meacutedia de 540577 ngg-1
jaacute o
somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios da USEPA variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720
ngg-1
(ACR5) Por sua vez os hopanos variaram de ltLD (ACR3) a 6787 μgg-1 (ACR6)
com destaque para o C29-hopano (NH) e os esteranos apresentaram valores variando de ltLD
a 2327 μgg-1 (ACR4) com destaque para o C28αββ (SR) Para a caracterizaccedilatildeo das fontes
primaacuterias na bacia do Acarauacute foram utilizadas vaacuterias razotildees diagnoacutesticas como sum HPAs (4-6
aneacuteis)sum HPAs16 BaA(BaA +Cri) IP(IP+BghiP) FenAnt FltrPir Per5 aneacuteis CPI (15-
19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit e PrFit De acordo com os indices preferenciais de
carbono a maioria das estaccedilotildees apresentou IPC ~ 1 o que caracteriza possiacutevel fonte de
derivados do petroacuteleo o que foi confirmado pela presenccedila de hopanos e esteranos na maioria
das estaccedilotildees Por outro lado a anaacutelise dos HPAs retornou fontes primaacuterias piroliacuteticas que
podem ser relacionadas com as queimadas na regiatildeo utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de
energia e emissotildees veiculares No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o
ecossistema a maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela
agecircncia ambiental canadense com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na
estaccedilatildeo ACR8 os compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos
adversos na biota O registro histoacuterico no estuaacuterio do rio Acarauacute revelou a predominacircncia de
fontes piroliacuteticas em camadas mais profundas provavelmente relacionadas ao incentivo da
utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de energia na deacutecada de 70 devido a crise do petroacuteleo Aleacutem
disso a deposiccedilatildeo dos HPAs foi determinada pelo tamanho do gratildeo e o pelo teor de carbono
orgacircnico com provaacutevel relaccedilatildeo com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Palavras-chave Sedimentos HPAs Alcanos Biomarcadores do petroacuteleo
ABSTRACT
Distribution composition sources and factors controlling accumulation and distribution of
PAHs alkanes isoprenoids (pristane and phytane) and oil biomarkers (hopanes and steranes)
were investigated in surface sediments and in a sedimentary profile at Acarauacute river which is
the second largest drainage basin of Cearaacute In surface sediments the sum of the concentration
of the series of C10 -C38 n-alkanes ranged from approximately 3000 ngg-1
-8000 ngg-1
averaging 540577 ngg-1
since the sum of the 16 priority PAHs USEPA ranged from 14143
ngg-1
(ACR3) to 207720 ngg-1
(ACR5) On the other hand the hopanes ranged from ltLOD
(ACR3) to 6787 μgg-1
(ACR6) especially the C29-hopano (NH) and steranes presented
values ranging from ltLOD to 2327 ug g-1
(ACR4) highlighting the C28αββ (S R) For the
characterization of the primary sources in the basin of Acarauacute were used various diagnostic
ratios as Σ PAHs (4-6 rings) Σ HPAs16 BaA (BaA + Cri) IP (IP + BghiP) Phe Ant Fltr
Pir Per 5 rings CPI (15-19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit and PrFit According to the
Carbon Preference Index most stations showed CPI ~ 1 which features possible source of oil
derivatives which was confirmed by the presence of hopanes and steranes at most stations
Moreover analysis of PAH returned pyrolytic primary sources that can be related to the
burning activities in the region as the use of wood for cooking and energy source and vehicle
emissions Regarding the assessment of the potential risk to the ecosystem most stations were
below the lower level (TEL) established by the Canadian Environmental Agency with low
probability of adverse effects to biota Only at ACR8 site the compounds fluorene and
dibenzo(ah)anthracene had possible adverse effects on biota The historical record in the
estuary of the River Acarauacute revealed the predominance of pyrolytic sources in deeper layers
probably related to encouraging the use of wood as an energy source in the seventies due to
the oil crisis Furthermore the deposition of PAHs was determined by the grain size and the
organic carbon content with a probable relationship with the organic matter adsorbed in the
clay minerals
Keywords Sediment PAHs Alkanes Petroleum Biomarkers
LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos 17
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano) 18
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos 20
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados 22
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais 23
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados 30
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios estudados 31
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados 32
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz 33
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial e do perfil
sedimentar Error Bookmark not defined
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees 35
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem 36
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos reduzidos a 1
mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG 40
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute 42
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais 46
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar 47
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho 48
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais 51
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio
Acarauacute 57
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio Acarauacute
59
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais 62
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais 63
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18 64
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e esteranos
(sumEster) nos sedimentos superficiais 66
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar 67
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar 68
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
n-alcanos
ACR10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
) ACR1
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR2
DahA0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
ACR3
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR4
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0102030405060708090
100
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR5
DahA0
1000
2000
Co
nce
ntr
accedilatildeo
(ng
g)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR6
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR7
DahA0
1000
2000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
04080
120160200240280320360400
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
1500
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR9
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
80
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90
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
RESUMO
A distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e
distribuiccedilatildeo dos HPAs alcanos isoprenoacuteides (pristano e fitano) e biomarcadores do petroacuteleo
(hopanos e esteranos) foram investigados nos sedimentos superficiais e em um perfil
sedimentar no rio Acarauacute que representa a segunda maior bacia do Cearaacute Nos sedimentos
superficiais o somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
com uma meacutedia de 540577 ngg-1
jaacute o
somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios da USEPA variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720
ngg-1
(ACR5) Por sua vez os hopanos variaram de ltLD (ACR3) a 6787 μgg-1 (ACR6)
com destaque para o C29-hopano (NH) e os esteranos apresentaram valores variando de ltLD
a 2327 μgg-1 (ACR4) com destaque para o C28αββ (SR) Para a caracterizaccedilatildeo das fontes
primaacuterias na bacia do Acarauacute foram utilizadas vaacuterias razotildees diagnoacutesticas como sum HPAs (4-6
aneacuteis)sum HPAs16 BaA(BaA +Cri) IP(IP+BghiP) FenAnt FltrPir Per5 aneacuteis CPI (15-
19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit e PrFit De acordo com os indices preferenciais de
carbono a maioria das estaccedilotildees apresentou IPC ~ 1 o que caracteriza possiacutevel fonte de
derivados do petroacuteleo o que foi confirmado pela presenccedila de hopanos e esteranos na maioria
das estaccedilotildees Por outro lado a anaacutelise dos HPAs retornou fontes primaacuterias piroliacuteticas que
podem ser relacionadas com as queimadas na regiatildeo utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de
energia e emissotildees veiculares No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o
ecossistema a maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela
agecircncia ambiental canadense com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na
estaccedilatildeo ACR8 os compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos
adversos na biota O registro histoacuterico no estuaacuterio do rio Acarauacute revelou a predominacircncia de
fontes piroliacuteticas em camadas mais profundas provavelmente relacionadas ao incentivo da
utilizaccedilatildeo de lenha como fonte de energia na deacutecada de 70 devido a crise do petroacuteleo Aleacutem
disso a deposiccedilatildeo dos HPAs foi determinada pelo tamanho do gratildeo e o pelo teor de carbono
orgacircnico com provaacutevel relaccedilatildeo com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Palavras-chave Sedimentos HPAs Alcanos Biomarcadores do petroacuteleo
ABSTRACT
Distribution composition sources and factors controlling accumulation and distribution of
PAHs alkanes isoprenoids (pristane and phytane) and oil biomarkers (hopanes and steranes)
were investigated in surface sediments and in a sedimentary profile at Acarauacute river which is
the second largest drainage basin of Cearaacute In surface sediments the sum of the concentration
of the series of C10 -C38 n-alkanes ranged from approximately 3000 ngg-1
-8000 ngg-1
averaging 540577 ngg-1
since the sum of the 16 priority PAHs USEPA ranged from 14143
ngg-1
(ACR3) to 207720 ngg-1
(ACR5) On the other hand the hopanes ranged from ltLOD
(ACR3) to 6787 μgg-1
(ACR6) especially the C29-hopano (NH) and steranes presented
values ranging from ltLOD to 2327 ug g-1
(ACR4) highlighting the C28αββ (S R) For the
characterization of the primary sources in the basin of Acarauacute were used various diagnostic
ratios as Σ PAHs (4-6 rings) Σ HPAs16 BaA (BaA + Cri) IP (IP + BghiP) Phe Ant Fltr
Pir Per 5 rings CPI (15-19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit and PrFit According to the
Carbon Preference Index most stations showed CPI ~ 1 which features possible source of oil
derivatives which was confirmed by the presence of hopanes and steranes at most stations
Moreover analysis of PAH returned pyrolytic primary sources that can be related to the
burning activities in the region as the use of wood for cooking and energy source and vehicle
emissions Regarding the assessment of the potential risk to the ecosystem most stations were
below the lower level (TEL) established by the Canadian Environmental Agency with low
probability of adverse effects to biota Only at ACR8 site the compounds fluorene and
dibenzo(ah)anthracene had possible adverse effects on biota The historical record in the
estuary of the River Acarauacute revealed the predominance of pyrolytic sources in deeper layers
probably related to encouraging the use of wood as an energy source in the seventies due to
the oil crisis Furthermore the deposition of PAHs was determined by the grain size and the
organic carbon content with a probable relationship with the organic matter adsorbed in the
clay minerals
Keywords Sediment PAHs Alkanes Petroleum Biomarkers
LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos 17
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano) 18
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos 20
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados 22
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais 23
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados 30
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios estudados 31
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados 32
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz 33
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial e do perfil
sedimentar Error Bookmark not defined
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees 35
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem 36
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos reduzidos a 1
mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG 40
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute 42
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais 46
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar 47
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho 48
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais 51
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio
Acarauacute 57
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio Acarauacute
59
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais 62
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais 63
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18 64
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e esteranos
(sumEster) nos sedimentos superficiais 66
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar 67
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar 68
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
n-alcanos
ACR10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
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1000
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1500
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1800
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20000
100
200
300
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700
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1000
1100
1200
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1500
1600
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1800
1900
20000
100
200
300
400
500
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700
800
900
1000
1100
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1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
) ACR1
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR2
DahA0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
ACR3
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR4
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0102030405060708090
100
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR5
DahA0
1000
2000
Co
nce
ntr
accedilatildeo
(ng
g)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR6
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR7
DahA0
1000
2000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
04080
120160200240280320360400
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
1500
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR9
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
80
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APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
ABSTRACT
Distribution composition sources and factors controlling accumulation and distribution of
PAHs alkanes isoprenoids (pristane and phytane) and oil biomarkers (hopanes and steranes)
were investigated in surface sediments and in a sedimentary profile at Acarauacute river which is
the second largest drainage basin of Cearaacute In surface sediments the sum of the concentration
of the series of C10 -C38 n-alkanes ranged from approximately 3000 ngg-1
-8000 ngg-1
averaging 540577 ngg-1
since the sum of the 16 priority PAHs USEPA ranged from 14143
ngg-1
(ACR3) to 207720 ngg-1
(ACR5) On the other hand the hopanes ranged from ltLOD
(ACR3) to 6787 μgg-1
(ACR6) especially the C29-hopano (NH) and steranes presented
values ranging from ltLOD to 2327 ug g-1
(ACR4) highlighting the C28αββ (S R) For the
characterization of the primary sources in the basin of Acarauacute were used various diagnostic
ratios as Σ PAHs (4-6 rings) Σ HPAs16 BaA (BaA + Cri) IP (IP + BghiP) Phe Ant Fltr
Pir Per 5 rings CPI (15-19) CPI (25-33) nC17Pr nC18Fit and PrFit According to the
Carbon Preference Index most stations showed CPI ~ 1 which features possible source of oil
derivatives which was confirmed by the presence of hopanes and steranes at most stations
Moreover analysis of PAH returned pyrolytic primary sources that can be related to the
burning activities in the region as the use of wood for cooking and energy source and vehicle
emissions Regarding the assessment of the potential risk to the ecosystem most stations were
below the lower level (TEL) established by the Canadian Environmental Agency with low
probability of adverse effects to biota Only at ACR8 site the compounds fluorene and
dibenzo(ah)anthracene had possible adverse effects on biota The historical record in the
estuary of the River Acarauacute revealed the predominance of pyrolytic sources in deeper layers
probably related to encouraging the use of wood as an energy source in the seventies due to
the oil crisis Furthermore the deposition of PAHs was determined by the grain size and the
organic carbon content with a probable relationship with the organic matter adsorbed in the
clay minerals
Keywords Sediment PAHs Alkanes Petroleum Biomarkers
LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos 17
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano) 18
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos 20
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados 22
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais 23
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados 30
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios estudados 31
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados 32
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz 33
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial e do perfil
sedimentar Error Bookmark not defined
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees 35
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem 36
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos reduzidos a 1
mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG 40
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute 42
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais 46
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar 47
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho 48
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais 51
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio
Acarauacute 57
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio Acarauacute
59
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais 62
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais 63
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18 64
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e esteranos
(sumEster) nos sedimentos superficiais 66
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar 67
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar 68
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
n-alcanos
ACR10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
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900
1000
1100
1200
1300
1400
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1700
1800
1900
20000
100
200
300
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500
600
700
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900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
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1800
1900
20000
100
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400
500
600
700
800
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1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
) ACR1
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR2
DahA0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
ACR3
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR4
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0102030405060708090
100
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR5
DahA0
1000
2000
Co
nce
ntr
accedilatildeo
(ng
g)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR6
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR7
DahA0
1000
2000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
04080
120160200240280320360400
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
1500
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR9
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
80
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APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos 17
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano) 18
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos 20
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados 22
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais 23
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados 30
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios estudados 31
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados 32
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz 33
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial e do perfil
sedimentar Error Bookmark not defined
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees 35
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem 36
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos reduzidos a 1
mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG 40
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute 42
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais 46
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar 47
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho 48
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais 51
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio
Acarauacute 57
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio Acarauacute
59
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais 62
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais 63
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18 64
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e esteranos
(sumEster) nos sedimentos superficiais 66
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar 67
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar 68
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
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1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
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1400
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1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
11
nC
12
nC
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nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
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Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
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nC
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nC
24
nC
25
nC
26
nC
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nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
n-alcanos
ACR10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
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1700
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1900
20000
100
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500
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700
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1000
1100
1200
1300
1400
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1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
400
500
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700
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1000
1100
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1600
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1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
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1600
1700
1800
1900
20000
100
200
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1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
) ACR1
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR2
DahA0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
ACR3
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR4
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0102030405060708090
100
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR5
DahA0
1000
2000
Co
nce
ntr
accedilatildeo
(ng
g)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR6
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR7
DahA0
1000
2000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
04080
120160200240280320360400
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
1500
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR9
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
80
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OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho 68
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos superficiais
71
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais 72
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o estuaacuterio
do rio Acarauacute 74
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio
Acarauacute 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho 19
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem 34
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM 41
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate 44
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9 e
ACR10 (porcentagem) 46
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho 48
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute 50
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio
Acarauacuteem ngg-1
52
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
53
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
) 54
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
) 55
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo nos
uacuteltimos cinco anos 56
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute 60
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o rio
Acarauacute 60
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho 75
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999) 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ace Acenafteno
Ace-d10 Acenafteno ndash Deuterado
Aci Acenaftileno
AFs Aacutecidos Fuacutelvicos
AHs Aacutecidos Huacutemicos
AMM HPAs de alta massa molar
Ant Antraceno
BaA Benzo(a)antraceno
BaP Benza(a)Pireno
BbF Benzo(b)Fluoranteno
BeP Benzo(e)Pireno
BghiP Benzo[ghi]Perileno
BkF Benzo(k)Fluoranteno
BMM HPAs de baixa massa molar
CCME Canadian Council of ministers of the Environment
CO Carbono Orgacircnico
CONAMA Conselho Nacional do meio ambiente
Cri Criseno
Cri-d12 Criseno ndash Deuterado
CV Coeficiente de variaccedilatildeo
DCM Dicloro-metano
DhaA Dibenzo[ah]Antraceno
DP Desvio padratildeo
ERL Effect range- low (Faixa de efeitos- baixa)
ERM Effects range-median (Faixa de efeitos- meacutedia)
Fen Fenantreno
Fen-d10 Fenantreno ndash Deuterado
Fl Fluoreno
Flu Fluoranteno
GC-MS Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas
HPA Hidrocarboneto policiacuteclico aromaacutetico
IARC Agecircncia Nacional para Pesquisa de Cacircncer
IncdP Indeno[123-cd]Pireno
Koc Constante de particcedilatildeo com carbono
Kow Coeficiente de Particcedilatildeo octanol-aacutegua
KPa Quiilopascal
LD Limite de detecccedilatildeo
LQ Limite de quantificaccedilatildeo
mz Razatildeo massacarga
MO Mateacuteria Orgacircnica
Naf Naftaleno
Naf-d8 Naftaleno ndash deuterado
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration (Administraccedilatildeo
Nacional Oceanograacutefica e Atmosfeacuterica)
PEL Probable effect level (Niacutevel de efeitos provaacuteveis)
PER Perileno
PER-d10 Perileno ndash deuterado
pH Potencial hidrogeniocircnico
Pir Pireno
POPs Poluentes Orgacircnicos Persistentes
TEL Threshold effect level (Limiar de efeitos)
TOC Carbono orgacircnico total
TR Tempo de retenccedilatildeo
USEPA Agecircncia Norte Americana de Proteccedilatildeo Ambiental
microg Micrograma
Σ16 HPAs Somatoacuterio dos 16 HPAs prioritaacuterios segundo USEPA
Natildeo faz mal que seja pouco o que importa eacute que o avanccedilo de hoje
seja maior que o de ontem Que nossos passos de amanhatilde
sejam mais largos que os de hojerdquo
DAISAKU IKEDA
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA16
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 17
211 n-alcanos 17
212 Isoprenoacuteides 18
213 Biomarcadores 19
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos 21
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos 25
3 OBJETIVOS27
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS28
41 Processos metodoloacutegicos 28
42 Aacuterea de Estudo 28
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta 34
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar 35
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos 36
451 Granulometria 36
452 Carbonato de Caacutelcio 36
453 Teor de Carbono Orgacircnico 37
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos 38
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos
aromaacuteticos 39
461 Reagentes e material 39
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental 39
463 Controle de Qualidade 42
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO45
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica 45
511 Sedimentos Superficiais 45
512 Sedimentos do testemunho 46
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos 49
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais 49
522 n-alcanos no testemunho sedimentar 53
523 Biomarcadores do petroacuteleo 53
5231 Sedimentos superficiais53
5232 Testemunho 53
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos 54
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais 54
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho 58
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute 60
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas 60
5411 Sedimentos superficiais61
5412 Testemunho 66
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas 69
5421 Sedimentos superficiais69
5422 Testemunho 73
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos
do sedimento 74
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais 77
6 CONCLUSAtildeO 78
REFEREcircNCIAS 80
APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS HPAS 90
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS BIOMARCADORES 91
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS
CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS N-ALCANOS 92
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAS INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute 93
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E ARGILA)
DO TESTEMUNHO 94
16
1 INTRODUCcedilAtildeO
A disponibilidade hiacutedrica desempenha um papel fundamental no
desenvolvimento das aglomeraccedilotildees humanas Com isso o processo de ocupaccedilatildeo do
espaccedilo ocorre proacuteximo aos cursos drsquoaacutegua fato confirmado historicamente com o
desenvolvimento das grandes civilizaccedilotildees nas mediaccedilotildees dos rios Dessa forma o
desenvolvimento raacutepido das sociedades necessita da compreensatildeo e da avaliaccedilatildeo das
caracteriacutesticas do ambiente em que vivemos
Atualmente sobretudo proacuteximo agrave zona costeira esses ambientes satildeo altamente
explorados e utilizados Segundo Tundisi (2003) a maioria da populaccedilatildeo brasileira estaacute
em bacias costeiras ou estaacute no maacuteximo a 100 km da costa Vale ressaltar que essas aacutereas
litoracircneas foram marco inicial de alguns nuacutecleos urbanos e concentram elevadas
densidades demograacuteficas que acabam atraindo investimentos econocircmicos (ALVES
2008)
Nesse acircmbito eacute possiacutevel perceber o impacto da urbanizaccedilatildeo levando-nos a
reflexatildeo sobre algumas medidas que devem ser tomadas sobretudo no que se refere aos
resiacuteduos gerados em grande ou pequena escala decorrente do aumento da populaccedilatildeo nas
cidades Uma demanda maior de energia e mateacuteria prima eacute necessaacuteria diante desse
crescente aumento populacional Aleacutem disso como resultado temos a poluiccedilatildeo oriunda
de processos industriais que ocasiona uma serie de desequiliacutebrios ambientais e acabam
prejudicando a vida do homem e a sauacutede de inuacutemeros ecossistemas (UNEP 2002
FRONZA 2006)
Os ambientes aquaacuteticos tem funcionado como aacutereas receptoras dos mais
variados tipos de efluentes despejos e derrames Por isso diversos contaminantes
continuamente alcanccedilam os ecossistemas por meio das atividades antroacutepicas e essas
substancias em sua maioria acabam permanecendo acumuladas nos sedimentos
(OCKENDER et al 2003) Entre as diversas substancias contaminantes existentes
destacam-se os poluentes orgacircnicos que compreendem uma classe de substancias cuja
origem se da a partir de fontes difusas e pontuais aportando no meio ambiente pelas
contribuiccedilotildees de processos como a drenagem urbana provocada pelas aacuteguas da chuva
atividades agriacutecolas e por meio de lanccedilamentos de efluentes domeacutesticos e industriais
(BAIRD 2002)
17
Os hidrocarbonetos satildeo componentes abundantes do material orgacircnico nos
sedimentos e uma das maiores classes de compostos orgacircnicos Entre os contaminantes
orgacircnicos os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
(HPAs) tecircm recebido muita atenccedilatildeo ultimamente devido a sua ampla distribuiccedilatildeo nos
sedimentos lacustres e marinhos (LEITE et al2011 DE ABREU-MOTA et al 2014
VENTURINI et al 2015 MACHADO et al2014 WANG et al 2014 KANZARI et
al 2015) Esses contaminantes estatildeo associados com os sedimentos devido a sua baixa
solubilidade em aacutegua e consequente natureza hidrofoacutebica (VOLKMAN et al 1992
GUO et al 2007)
A bacia do rio Acarauacute eacute a segunda maior bacia hidrograacutefica do Cearaacute e vecircm
passando por diversas alteraccedilotildees do ambiente Aumento populacional aumento do
traacutefico de veiacuteculos e atividade de agricultura com o periacutemetro irrigado do Baixo Acarauacute
satildeo alguns dos exemplos dessas mudanccedilas Dessa forma a investigaccedilatildeo das possiacuteveis
fontes de hidrocarbonetos para essa regiatildeo eacute de suma importacircncia Esse eacute o primeiro
estudo que avalia a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo as fontes e os fatores que controlam a
acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos na regiatildeo Com ele visamos fornecer
dados e subsiacutedios para o monitoramento poliacuteticas puacuteblicas e preservaccedilatildeo deste
importante ecossistema costeiro
16
2 FUNDAMENTACcedilAtildeO TEOacuteRICA
A qualidade dos sedimentos pode ser avaliada pelo conteuacutedo dos HA e HPAs
que satildeo as duas maiores classes de compostos encontrados no petroacuteleo Os
hidrocarbonetos nos sedimentos provecircm de diversas fontes e atingem o ambiente
aquaacutetico atraveacutes do escoamento superficial do lanccedilamento de efluentes domeacutesticos e
industriais da drenagem de aacutegua da chuva das atividades de navegaccedilatildeo e dos
afloramentos naturais de petroacuteleo (PAGE et al 1996 READMAN et al 2002
PEREINA-NETTO et al 2004 COLOMBO et al 2007 CAVALCANTE et al
2008) O destino e o transporte dos contaminantes orgacircnicos nos ambientes aquaacuteticos eacute
dependente da particcedilatildeo dos mesmos entre as fases particulada e dissolvida
(MECHLINSKA et al 2009 CHEN WONG e TAM 2011) Os componentes
hidrofiacutelicos acumulam-se predominantemente na fase aquosa e satildeo consequentemente
transportados na fraccedilatildeo moacutevel Por outro lado os contaminantes mais hidrofoacutebicos
tendem a acumular-se na fase soacutelida por interaccedilotildees de sorccedilatildeo com as superfiacutecies do
material particulado (KOWALSKA GULER E COCKE 1994 TREMBLAY et al
2005) O material particulado eacute entatildeo depositado de acordo com as condiccedilotildees
hidroloacutegicas e sedimentoloacutegicas e eacute transferido para o sedimento associado aos
compostos hidrofoacutebicos tornando-os parte da fraccedilatildeo imoacutevel Dessa forma eles podem
ser encontrados em altas concentraccedilotildees em sedimentos contaminados (KARICKHOFF
BROWN E SCOTT 1979) Qualquer distuacuterbio nos sedimentos contaminados pode
remobilizar os contaminantes para a coluna daacutegua aumentando sua biodisponibilidade
e assim os riscos para sauacutede da biota (READMAN et al 2002 GROSSI et al 2002)
Vaacuterios trabalhos tecircm utilizado os sedimentos superficiais para avaliar a
qualidade do ambiente aquaacutetico em relaccedilatildeo a contaminaccedilatildeo de hidrocarbonetos e na
identificaccedilatildeo de fontes desses contaminantes (READMAN et al 2002 MAI et al
2002 SAHA et al 2009 FERNANDES 2013 OLIVEIRA 2016) Aleacutem dessa
ferramenta os hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares podem ser utilizados na
reconstruccedilatildeo do registro histoacuterico das entradas desses contaminantes em estudos de
impacto ambiental mostrando a mudanccedila no uso dos hidrocarbonetos ao longo do
tempo (MACHADO et al 2014 CAVALVANTE et al 2008
BOONYATUMANOND et al 2007 LORGEOUX et al 2016)
17
21 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
Os hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) correspondem a uma importante fraccedilatildeo dos
lipiacutedios e compreendem uma vasta classe de compostos orgacircnicos Entre essas classes
de compostos estatildeo os n-alcanos os isoprenoacuteides os terpanos e os esteranos entre
muitos outros
As fontes desses compostos podem ser tanto naturais atraveacutes da fotossiacutentese por
organismos marinhos e terrestres sendo as principais fontes biogecircnicas representadas
pelas plantas terrestres o fitoplacircncton e as bacteacuterias (VOLKMAN et al 1992 ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996) quanto antropogecircnicas provenientes do escoamento
superficial deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e entrada por processos industriais (ABOUL-
KASSIM E SIMONEIT1996)
211 n-alcanos
Os n-alcanos satildeo compostos orgacircnicos de cadeia aberta formados por carbono e
hidrogecircnio que formam uma seacuterie homologa sem ramificaccedilotildees onde cada membro
difere do anterior por um grupo CH2
1198673119862 minus (1198621198672)5 minus 1198621198673
119862711986716
Fonte Elaborado pela autora
Os n-alcanos com cadeias de tamanho C15 ndash C35 estatildeo presentes em quase todos
sedimentos (VOLKMAN et al 1992) As fontes de n-alcanos podem ser os
fitoplanctons (VOLKMAN et al 1992) as plantas superiores (EGLINTON E
HAMILTON 1967) um afloramento natural de petroacuteleo derramamentos acidentais e
escoamento superficial O fitoplacircncton sintetiza prioritariamente n-alcanos de cadeias
mais curtas com nuacutemero iacutempar de carbonos (n-C15 a n-C21) Alguns compostos de
cadeias mais longas independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono ser iacutempar ou par
satildeo sintetizados por diversos organismos marinhos poreacutem em menores quantidades que
a fonte fitoplanctocircnica (VOLKMAN et al 1992) Por outro lado as plantas superiores
terrestres como os mangues produzem n-alcanos de cadeias longas (C25-C35) como
Figura 1 - Estrutura baacutesica dos n-alcanos
18
principal componente das suas ceras cuticulares com uma preferecircncia de produccedilatildeo de
n-alcanos com um nuacutemero iacutempar de carbonos em relaccedilatildeo ao nuacutemero par (EGLINTON
E HAMILTON 1967)
Os n-alcanos de origem petrogecircnica podem ser derivados do petroacuteleo bruto ou
de seus derivados Na composiccedilatildeo destes produtos podem existir n-alcanos com 1 a 40
aacutetomos de carbono ocorrendo a ausecircncia da predominacircncia de cadeias com um nuacutemero
par ou impar de carbonos (VOLKMAN et al 1992 SIMONEIT 1991)
212 Isoprenoacuteides
Os alcanos isoprenoacuteides satildeo HA de cadeia ramificada com estrutura derivada do
isopreno um dos blocos constituinte das estruturas baacutesicas da natureza
Os isoprenoacuteides mais utilizados para estudos ambientais de contaminaccedilatildeo satildeo
representados pelo pristano (261014-tetrametilpentadecano) e fitano (261014-
tetrametilhexadecano) que satildeo produtos da alteraccedilatildeo geoloacutegica do fitol e natildeo satildeo
constituintes primaacuterios da maioria da biota terrestre (Figura 2) (GUO et al 2007
HARJI et al 2008) Eles satildeo comumente considerados como bons indicadores de
contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (VOLKMAN et al 1992 READMAN et al 2002) Como
regra geral valores altos da razatildeo PristanoFitano indicam fonte biogecircnica sob
condiccedilotildees oxidantes (BETCHEL et al 2007)
Figura 2 Degradaccedilatildeo do fitol e os isoprenoacuteides formados (pristano e fitano)
Fonte PETERS E MOLDOWAN 1993
Alguns autores tambeacutem utilizam a relaccedilatildeo entre os isoprenoacuteides para obter
informaccedilotildees a respeito do ambiente deposicional da mateacuteria orgacircnica geradora do
petroacuteleo (READMAN et al 2002 TOLOSA et al 2009) As fontes biogecircnicas desses
compostos satildeo importantes jaacute que eles derivam do fitol tanto sob condiccedilotildees redutoras
19
(fitano) quanto oxidantes (pristano) Risatti e colaboradores (1984) estabeleceram que o
fitano eacute sintetizado pelas bacteacuterias metanogecircnicas presentes em condiccedilotildees anoacutexicas
213 Biomarcadores
Durante os processos de maturaccedilatildeo geoloacutegica das rochas-geradoras de petroacuteleo e
do petroacuteleo bruto a mateacuteria orgacircnica originalmente proveniente de plantas e animais eacute
transformada diageneacutetica e catagenicamente durante milhotildees de anos
Para o entendimento do grau de maturaccedilatildeo teacutermica bem como dos processos de
migraccedilatildeo do oacuteleo e para a correlaccedilatildeo oacuteleo-oacuteleo e oacuteleo-rocha geradora os indicadores
geoquiacutemicos moleculares ou biomarcadores satildeo largamente utilizados Na avaliaccedilatildeo de
amostras ambientais os biomarcadores satildeo utilizados para o diagnoacutestico da presenccedila de
petroacuteleo e possiacutevel identificaccedilatildeo do tipo de petroacuteleo na contaminaccedilatildeo
Os biomarcadores satildeo correspondentes aos compostos esteranos e triterpanos
Os esteranos satildeo compostos derivados dos esteroacuteis presente na maioria dos organismos
vivos Os esteroacuteis sofrem modificaccedilotildees na sua estrutura durante o processo de
maturaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica dando origem aos esteranos Entre os triterpanos (tri-
tetra- e pentaciacuteclicos) foram estudados os triterpanos pentaciacuteclicos mais conhecidos
como hopanos Os hopanos satildeo foacutesseis moleculares dos hopanoacuteides das bacteacuterias que
desempenham o mesmo papel de tornar a membrana celular mais fluida que os esteroacuteis
nas ceacutelulas eucarioacuteticas (PRINCE et al 1994) Diante do grande espectro desses
compostos presentes no petroacuteleo somente os principais foram estudados nesse trabalho
(Tabela 1e Figura 3)
Tabela 1 - Nomes dos hopanos e esteranos estudados nesse trabalho
Abrev Nome Estrutura Foacutermula
Hopanoacuteides
Tm 17α(H)-222930 - trisnorhopano II C27H46
NH 17α(H)21β(H)-30-norhopano III C29H50
H 17α(H)21β(H) - hopano I C30H52
HH(R) 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano IV n = 1 C31H54
HH(S) 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano IV n = 1 C31H54
Esteranos
C27ααα (SR) 5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C27αββ (SR) 5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = H C27H48
C28αββ (SR) 24-metil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Me C28H50
C29ααα (SR) 24-etil-5α(H)14α(H)17α(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
C29αββ (SR) 24-etil-5α(H)14β(H)17β(H)-20SR-colestano V R = Et C29H52
Fonte Elaborada pela autora Estrutura refere-se a estrutura quiacutemica dos compostos
apresentada na Figura 3
20
Figura 3 - Estrutura quiacutemica dos hopanos e esteranos
Fonte Adaptado de AEPLI et al 2014
Vaacuterios estudos comprovaram que os hopanos e os esteranos satildeo muito
resistentes a degradaccedilatildeo no meio ambiente e podem ser usados com marcadores
moleculares para traccedilar e caracterizar a contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (ROGGE et al1993
PRINCE et al 1994 WANG FINGAS E PAGE 1999a AEPLI et al 2014) Devido
aos seus altos pontos de ebuliccedilatildeo eles natildeo estatildeo presentes nos combustiacuteveis gasolina e
diesel mas satildeo encontrados nos oacuteleos lubrificantes asfaltos e resiacuteduos pesados do
petroacuteleo (SAHA et al 2009) Portanto baseado na anaacutelise das concentraccedilotildees dos
biomarcadores e no perfil de distribuiccedilatildeo dos mesmos eacute possiacutevel validar a presenccedila e o
tipo de fonte petrogecircnica nos sedimentos
30-norhopanos (NH)
5α(H)-esteranos
homohopanos (HH)
17α(H)21β(H) - hopano (H) 17α(H)-222930 - trisnorhopano (Tm)
21
22 Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
Hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs) satildeo uma classe de
contaminantes orgacircnicos que contem dois ou mais aneacuteis benzecircnicos fundidos e que
podem ser toacutexicos a biota em elevadas concentraccedilotildees Alguns podem conter estruturas
dos aneacuteis com menos do que 6 aacutetomos de carbono (pe acenaftileno acenafteno e
fluoreno) (Figura 5) Em outros um aacutetomo de carbono do anel de benzeno pode ser
substituiacutedo por um nitrogecircnio enxofre ou oxigecircnio resultando na formaccedilatildeo de
compostos aromaacuteticos heterociacuteclicos (pe dibenzotiofeno) (Figura 5) Aleacutem disso
aacutetomos de hidrogecircnio nos HPAs parentais podem ser substituiacutedos por grupos alquil (pe
2-metilnaftaleno) (Figura 4) Os HPAS com menos de 4 aneacuteis satildeo chamados de HPAS
de baixo peso molecular (BPM) enquanto que os que possuem 4 aneacuteis ou mais satildeo
chamados de HPAs de alto peso molecular (APM)
Os HPAs satildeo contaminantes orgacircnicos presentes desde ambientes com intensa
atividade humana ateacute ambientes isolados (PEREIRA NETTO et al 2002 MAI et al
2002 TOLOSA et al2009 MARTINS et al 2012 MEIRE et al2008) As fontes e o
destino dos HPAs no meio ambiente tem sido objeto de estudos extensivos devido as
propriedades mutagecircnicas eou carcinogecircnicas de alguns dos seus isocircmeros (pe
benzo(a)pireno e dibenzo(ah)antraceno) portanto as concentraccedilotildees e fontes destes
compostos tecircm sido monitoradas constantemente
22
Figura 4 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos alquilados
Fonte Elaborada pela autora
23
Figura 5 - Principais hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos parentais
Fonte Elaborada pela autora
Alguns HPAs satildeo formados atraveacutes da combustatildeo incompleta de compostos
orgacircnicos e subsequumlente recombinaccedilatildeo com outras partiacuteculas orgacircnicas constituindo
uma fonte piroliacutetica destes compostos (LIMA FARRINGTON E REDDY 2005) Esses
HPAs podem ser introduzidos naturalmente no ambiente atraveacutes de queimadas de
florestas pastagens e atividades vulcacircnicas (MASCLET et al 1995) Fontes
antropogecircnicas de HPAs piroliacuteticos podem ser a incineraccedilatildeo de lixo e madeira
emissotildees veiculares e preparaccedilatildeo da terra para a agricultura (ROGGE et al 1993
KALILI et al 1995 RAVINDRA SOKHI E GRIEKEN 2008 SILVA et al 2010
DE ANDRADE et al 2010) Outra fonte de HPAs eacute a descarga de material relacionado
24
ao petroacuteleo que caracterizam fontes petrogecircnicas como descargas e derramamentos de
petroacuteleo lanccedilamentos de esgotos urbanos e industriais e escoamento superficial das
aacutereas adjacentes aos corpos daacutegua (WANG FINGAS E PAGE 1999) Uma terceira
fonte de HPAs seria por processos bioloacutegicos ou nos estaacutegios iniciais da diagecircnese dos
sedimentos (VENKATESAN 1988)
A principal forma de relacionar as concentraccedilotildees dos HPAs agraves fontes emitidas eacute
atraveacutes das razotildees diagnoacutestico especiacutefica para cada fonte Essas razotildees satildeo baseadas nas
concentraccedilotildees de HPAs selecionados que de alguma forma caracterizam as diferentes
fontes A utilizaccedilatildeo dessa razotildees para a determinaccedilatildeo de fontes nos sedimentos requer o
entendimento da estabilidade termodinacircmica relativa dos HPAs selecionados Para os
HPAs parentais na combustatildeo ocorre o aumento da concentraccedilatildeo do isocircmero menos
estaacutevel termodinamicamente em detrimento do mais estaacutevel (YUNKER et al 2002)
Aleacutem disso cada fonte tem uma emissatildeo especiacutefica de HPAs o que permite uma
correlaccedilatildeo (ROGGE et al 1993 KALILI et al 1995)Os compostos alquilados estatildeo
presentes em concentraccedilotildees elevadas no petroacuteleo e seus derivados e relativamente
pequena ou ateacute mesmo ausentes nas emissotildees derivadas da combustatildeo (queimadas
caldeiras termoeleacutetricas veiacuteculos automotores etc) Os HPAs alquilados satildeo
termodinamicamente mais instaacuteveis do que os correspondentes HPAs parentais e
portanto a razatildeo dos HPAs alquilados em relaccedilatildeo aos HPAs parentais tem sido usado
para diferenciar os HPAs (SAHA et al 2009)
Eacute interessante observar que uma certa dificuldade na identificaccedilatildeo da origem dos
HPAs em amostras sedimentares eacute frequente devido em geral agrave presenccedila de vaacuterias
fontes de contaminantes e de diversos processos de transformaccedilatildeo dos compostos no
sedimento e antes disto no proacuteprio transporte ao longo da coluna daacutegua
Entre os HPAs os 16 compostos listados pela Agecircncia de Proteccedilatildeo Ambiental
Norte-Americana e os seus homoacutelogos alquilados possibilitam diagnosticar com maior
facilidade a origem da contaminaccedilatildeo por hidrocarbonetos que pode ser piroliacutetica
(oriunda da combustatildeo incompleta de combustiacuteveis e biomassa) ou petrogecircnica
(SOCLO et al2000 NEFF et al 2005 PEREacuteZ-FERNANDEZ et al 2015 ) Esses 16
compostos foram escolhidos para essa lista de prioridade porque (1) eles reuacutenem o
maior nuacutemero de informaccedilotildees sobre sua estrutura efeitos toxicoloacutegicos e fontes
emissoras (2) eles satildeo suspeitos de causar maiores danos do que outros e exibem
efeitos que satildeo representativos da classe de HPAs como um todo (3) existe uma maior
25
chance de exposiccedilatildeo a esses HPAs do que aos outros e (4) de todos os HPAs
analisados estes exibem as maiores concentraccedilotildees (RAVINDRA et al 2008)
23 Perigo ao ambiente aquaacutetico dos hidrocarbonetos
Segundo Irwin e colaboradores (1997) os alcanos como um grupo tem
toxicidade aquaacutetica baixa a moderada Esse mesmo estudo mostra que a toxicidade dos
alcanos estudados decresceu na seguinte ordem decano octano hexano e pentanoEsse
mesmo resultado foi encontrado pelo Bureau of Reclamation (2002) Dessa forma
podemos inferir que a toxicidade dos alcanos tende a aumentar com o aumento do
tamanho da moleacutecula (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)
Por outro lado os HPAs satildeo de interesse ecotoxicoloacutegico no que diz respeito aos
impactos a curto prazo na coluna daacutegua e aos efeitos de curto e longo prazo para os
animais bentocircnicos (DONLAN DOUGLAS E MACDONALD 2005)Vaacuterios fatores
influenciam na toxicidade dos HPAs entre eles as espeacutecies afetadas a via de exposiccedilatildeo
e a estrutura molecular do HPA (CCME 1999) Em geral os HPAs de baixo peso
molecular satildeo considerados agudamente toacutexicos e natildeo-carcinogecircnicos para os
organismos aquaacuteticos enquanto que os HPAs de alto peso molecular natildeo satildeo
agudamente toacutexicos aos organismos aquaacuteticos mas alguns deles satildeo carcinogecircnicos
(CCME 1999) Os HPAs de baixo peso molecular apresentam maior toxicidade aguda
em relaccedilatildeo aos HPAs de alto peso molecular devido a sua maior solubilidade em aacutegua
A mortalidade eacute o efeito mais comum em bioensaios com sedimentos coletados in situ e
sedimentos fortificados em laboratoacuterios decorrente de toxicidade aguda (CCME 1999)
Os organismos bentocircnicos satildeo expostos aos HPAs por vaacuterias vias de exposiccedilatildeo
incluindo exposiccedilatildeo aos HPAs no material particulado e dissolvido nas aacuteguas
intersticiais e coluna daacutegua assim como aos HPAs adsorvidos no sedimento atraveacutes do
contato na superfiacutecie e ingestatildeo de partiacuteculas Portanto os sedimentos representam a via
de exposiccedilatildeo mais importante para muitos invertebrados bentocircnicos (CCME 1999) Os
dados sobre as concentraccedilotildees de HPAs nos sedimentos fornecem importantes
informaccedilotildees para a avaliaccedilatildeo da contaminaccedilatildeo do sedimento no entanto tais medidas
natildeo necessariamente refletem a fraccedilatildeo biodisponiacutevel dessas substacircncias Os HPAs
individuais e os diferentes tipos de sedimento vatildeo resultar em diferentes
biodisponibilidades (DeWITT et al 1992)
26
Segundo a CCME (1999) a avaliaccedilatildeo da porcentagem de efeitos observados
para as concentraccedilotildees de HPAs define trecircs classes as concentraccedilotildees que estatildeo abaixo
do TEL (niacutevel limite de efeito) que satildeo raramente associadas com efeitos bioloacutegicos
adversos as concentraccedilotildees entre o TEL e o PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) que satildeo
ocasionalmente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos e as concentraccedilotildees acima do
PEL que satildeo frequentemente associadas com efeitos bioloacutegicos adversos
27
3 OBJETIVOS
Os principais objetivos desse trabalho satildeo avaliar a distribuiccedilatildeo a composiccedilatildeo
as fontes e os fatores que controlam a acumulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos ao
longo do curso do rio Acarauacute e analisar o registro histoacuterico das atividades
antropogecircnicas no estuaacuterio usando hidrocarbonetos de petroacuteleo como marcadores
moleculares orgacircnicos Para tal seratildeo necessaacuterios os seguintes objetivos especiacuteficos
1) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos alifaacuteticos em sedimento
superficial e testemunho
2) Determinaccedilatildeo da classe de hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos em
sedimento superficial e testemunho
3) Determinaccedilatildeo da classe de biomarcadores de petroacuteleo em sedimento
superficial e testemunho
4) Diagnoacutestico das fontes de hidrocarbonetos no ambiente atraveacutes de razotildees
diagnoacutestico
5) Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos
sedimentos superficiais
28
4 MATERIAIS E MEacuteTODOS
41 Processos metodoloacutegicos
As atividades desenvolvidas para a caracterizaccedilatildeo da atividade antroacutepica na
bacia do rio Acarauacute foram divididas em laboratoacuterio levantamento bibliograacutefico e
anaacutelise e integraccedilatildeo dos dados
As atividades de laboratoacuterio foram realizadas no Laboratoacuterio de Avaliaccedilatildeo de
Contaminantes Orgacircnicos (LACOr) Laboratoacuterio de Oceanografia Geoloacutegica (LOG) e
Laboratoacuterio de Microbiologia do Pescado e Ambiental (LAMAP) os quais satildeo todos
vinculados ao Instituto de Ciecircncias do Mar (LABOMAR) e no Laboratoacuterio de Anaacutelise
de Traccedilos (LAT) na Universidade Federal do Cearaacute e no Laboratoacuterio de Geoquiacutemica e
Quiacutemica Marinha vinculado aoWoods Hole Oceanographic Institution EUA
42 Aacuterea de Estudo
A aacuterea de estudo estaacute localizada no litoral oeste do estado do Cearaacute O bacia do
rio Acarauacute ocupa uma aacuterea equivalente a 1444249km2
(IPECE2014) compreendendo
cerca de 10 do Cearaacute e tem como curso daacutegua principal o rio Acarauacute (EMBRAPA
2005)
Existem vaacuterios outros cursos drsquoaacutegua que o interceptam nos seus 352 km de
extensatildeo que vatildeo desde as nascentes do rio Acarauacute ateacute a sua desembocadura no
municiacutepio de Acarauacute Dessa forma vaacuterias sub-bacias satildeo facilmente delimitadas com
ecircnfase maior para as formadas pelos afluentes da margem direita com destaque para as
sub-bacias dos rios Groaiacuteras Macacos Jacurutu e Madeira Pela margem esquerda o rio
Jaibaras destaca-se pela sua delimitaccedilatildeo espacial
O vale do rio Acarauacute eacute delimitado por 30 municiacutepios (IPECE 2014) No
entanto a aacuterea de estudo abrange a aacuterea a partir do accedilude de Araras no municiacutepio de
Varjota ateacute a foz do rio no municiacutepio de Acarauacute perpassando os 12 municiacutepios a
seguir Acarauacute Bela Cruz Carireacute Cruz Forquilha Groaiacuteras Marco Morrinhos
Massapecirc Santana do Acarauacute Sobral e Varjota
A maior parte da Bacia do Acarauacute tem o seu regime de chuvas caracterizado
pela concentraccedilatildeo das precipitaccedilotildees em poucos meses o que torna a estaccedilatildeo chuvosa
bem definida Isso acontece porque as variaccedilotildees das chuvas durante as estaccedilotildees no setor
29
norte do Nordeste brasileiro parecem estar intimamente ligadas agraves movimentaccedilotildees de
latitude da Zona de Convergecircncia Intertropical (ZCIT) sobre o Atlacircntico sendo a
posiccedilatildeo mais ao sul da ZCIT coincidente com a estaccedilatildeo chuvosa durante os meses de
marccedilo a abril (COGERH 2010)
Aleacutem disso a Bacia do Acarauacute recebe em alguns anos chuvas de junho a
agosto ocasionadas por um sistema atmosfeacuterico denominado Ondas de Leste
(COGERH 2010) Aleacutem desse comportamento sazonal as precipitaccedilotildees diferenciam-se
ao longo da Bacia do rio Acarauacute Uma alta incidecircncia de chuvas eacute observada na regiatildeo
leste e na faixa litoracircnea sendo a regiatildeo sul caracterizada por uma pluviometria bem
deficiente
A temperatura meacutedia mensal eacute de 25 a 28ordmC e as temperaturas miacutenimas anuais
ocorrendo entre 20 e 24ordmC Jaacute as temperaturas maacuteximas anuais satildeo da ordem de 30 a
36ordmC onde as mais elevadas se datildeo no final do segundo semestre e nas regiotildees mais
secas (SILVA 2003)
Um estudo feito pela COGERH (2010) mostrou que as seacuteries de vazatildeo para o rio
Acarauacute podem ser caracterizadas por vazotildees bastante elevadas entre os meses de marccedilo
e maio de cada ano com o desaparecimento parcial ou total do escoamento superficial
entre junho e dezembro decorrente da estiagem Por fim em janeiro e fevereiro com o
iniacutecio das precipitaccedilotildees na regiatildeo ocorre uma pequena recuperaccedilatildeo das vazotildees
(COGERH 2010)
Analisando a populaccedilatildeo absoluta desses locais (Figura 6) vemos que a
populaccedilatildeo cresceu em torno de 70 de 1970 ateacute 2010 (IBGEa 2010) Segundo o censo
do IBGE de 2010 a populaccedilatildeo cresceu de uma cota de 276964 hab em 1970 para
507463hab em 2015 (estimada) Eacute interessante observar que o municiacutepio de Sobral
apresenta a maior populaccedilatildeo na bacia com 201756 em 2015 (estimada) seguido pelo
municiacutepio de Acarauacute com 61210 hab (IBGEb 2015)Em relaccedilatildeo ao maior crescimento
populacional a populaccedilatildeo do municiacutepio de Marco cresceu 110 em relaccedilatildeo a 1970
passando de 12631 hab (1970) para 26484 hab (2015) seguido por Sobral com um
aumento de 97 que passou de 102197hab em 1970 para 201756 em 2015(IBGEa
2010 IBGEb 2015)
30
Figura 6 - Seacuterie histoacuterica da populaccedilatildeo absoluta dos municipios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
Aleacutem disso a taxa de urbanizaccedilatildeo aumentou nesses municiacutepios (Figura 7) Por
exemplo os municiacutepios de Groairas Carireacute e Acarauacute tiveram o maior crescimento da
populaccedilatildeo na aacuterea urbana com valores de 44 3527 e 3446 respectivamente
(IBGEa 2010) Destaque tambeacutem para Sobral um dos trecircs poacutelos econocircmicos mais
importantes do Cearaacute com uma taxa de urbanizaccedilatildeo de aproximadamente 90
No referente a infra-estrutura da regiatildeo primeiro temos o saneamento Segundo
o IPECEa (2014) a meacutedia da taxa de cobertura da rede de abastecimento de aacutegua na
aacuterea urbana foi de 9727 em 2013 variando de 8564 em Cruz a 9993 em
Groaiacuteras Na aacuterea rural em meacutedia 4169 dos domiciacutelios eacute abastecido com aacutegua
variando de 893 em Santana do Acarauacute a 8190 em Marco Por outro lado a rede
de esgotamento sanitaacuterio natildeo atende a todos os municiacutepios Dos 12 municiacutepios
estudados na aacuterea urbana 7 natildeo dispotildeem de nenhum tipo de rede de esgoto A meacutedia da
taxa de cobertura para os 5 municiacutepios restantes foi de 4912 com destaque para
Sobral com 70 de cobertura (IPECEa 2014) Na aacuterea rural a situaccedilatildeo eacute ainda mais
alarmante Somente 4 municiacutepios possuem rede de esgoto com apenas 337 dos
domiciacutelios atendidos (IPECEa 2014)
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000P
op
ula
ccedilatildeo
(h
ab)
1970
1980
1991
2000
2010
2015
31
Figura 7 - Seacuterie histoacuterica do percentual da populaccedilatildeo urbana nos municiacutepios
estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em IBGEa2010 IBGEb 2015
A Bacia do Acarauacute possui trecircs variedades de transportes rodoviaacuterio ferroviaacuterio
e aeacutereo O transporte hidroviaacuterio possui pequena expressatildeo e restringe-se a regiatildeo
litoracircnea O transporte ferroviaacuterio refere-se ao trecho da REFESA (Rede Ferroviaacuteria
Federal) que liga Fortaleza a Sobral (COGERH 2010) (Figura 10) Em relaccedilatildeo ao
transporte rodoviaacuterio as rodovias federais e estaduais prevalecem sendo esta a
principal forma de transporte entre os diversos municiacutepios da bacia (COGERH 2010)
(Figura 10) No que diz respeito aos tipos da frota veicular os veiacuteculos movidos a
gasolina prevalecem em todos municiacutepios estudados Nos uacuteltimos anos houve um
aumento na frota que funciona com flexibilidade no tipo de combustiacutevel (veiacuteculos
flex) utilizando uma mistura de aacutelcool e gasolina Em 2014 haviam 26404 veiacuteculos
flex comparados a 6355 veiacuteculos registrados desse tipo em 2009 (IPECE 2013
IPECEb2014) Outro aumento significativo pode ser observado na frota total dos 12
municiacutepios que em 2009 contabilizava 79285 veiacuteculos e aumentou para um contingente
de 145246 em 2014 totalizando um aumento de aproximadamente 83 nos uacuteltimos 6
anos (IPECE 2013 IPECEb 2014)(Figura 8)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Taxa
de
Urb
aniz
accedilatildeo
(
)
1970
1980
1991
2000
2010
32
Figura 8 - Evoluccedilatildeo da frota veicular nos municiacutepios estudados
Fonte Elaborado pela autora com base em (IPECE 2013 IPECEb 2014)
A regiatildeo estuarina do rio Acarauacute se estende da ponte no municiacutepio de Cruz ateacute a
foz do rio Acarauacute (ALVES 2010) Nessa regiatildeo o processo de uso e ocupaccedilatildeo do solo
ocorre mediante da atuaccedilatildeo do Estado dos empresaacuterios industriais e comerciais dos
pequenos e grandes proprietaacuterios agriacutecolas das comunidades de pescadores e dos
carcinicultores ALVES 2010) Das atividades econocircmicas desenvolvidas na regiatildeo
destacam-se pesca maricultura turismo e lazer navegaccedilatildeo
agroextrativismocagricultura induacutestria e agroinduacutestria (NASCIMENTO et al 2008)
A agricultura eacute o centro da economia No entanto na zona litoracircnea observa-se a
presenccedila de aacuterea irrigaacuteveis como o Periacutemetro Irrigado do Baixo Acarauacute devido as
precipitaccedilotildees mais elevadas ocorrendo nesses locais o cultivo de arroz feijatildeo cana-de-
accediluacutecar milho mandioca caju e banana (SUCUPIRA 2006) No entanto nos sertotildees
predominam as culturas de subsistecircncia e algodatildeo devido aos baixos iacutendices
pluviomeacutetricos (SUCUPIRA 2006) A pesca artesanal e industrial tambeacutem desempenha
um papel forte na economia principalmente nos municiacutepios costeiros Cruz e Acarauacute
(SUCUPIRA 2006)
Uma praacutetica agriacutecola largamente disseminada na aacuterea do estudo eacute a queimada
Esta eacute utilizada para a limpeza dos terrenos e resulta em alteraccedilotildees nas propriedades
fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas dos solos deixando-os expostos agrave accedilatildeo dos agentes
erosivos aleacutem de afetarem significativamente a flora e fauna da regiatildeo (COGERH
2010)
0
40000
80000
120000
160000
Fro
ta V
eic
ula
r
2009
2010
2011
2012
2013
2014
33
O desmatamento eacute outra praacutetica comum na regiatildeo aleacutem do preparo do solo para
o plantio outra finalidade eacute a extraccedilatildeo da lenha para fabricaccedilatildeo de carvatildeo que seraacute
usada em larga escala como combustiacutevel por padarias e ceracircmicas da regiatildeo (COGERH
2010)
Por sua vez a pecuaacuteria extensiva provoca a compactaccedilatildeo do solo pelo pisoteio
excessivo o desmatamento de aacutereas extensas para formaccedilatildeo de pastos aleacutem de ser
frequumlente o uso de queimadas nesta atividade visando o controle de ervas daninhas
prejudiciais ao gado
Outra atividade econocircmica na regiatildeo eacute a mineraccedilatildeo Esta eacute feita praticamente de
forma artesanal uma vez que a populaccedilatildeo de baixa renda durante o periacuteodo de seca cava
enormes buracos para extrair material argiloso a fim de produzir telhas e tijolos nas
olarias estabelecidas nas margens dos rios (ALVES 2010 COGERH 2010) (Figura 9)
Essa praacutetica degrada o ambiente de diversas formas erradica a mata ciliar dos cursos
daacutegua remove a camada feacutertil dos solos e propicia o desencandeamento de processos
erosivos Satildeo constatadas naaacuterea do estudo degradaccedilotildees impostas pela lavra de argila
nos municiacutepios de Sobral Groaiacuteras eCarireacute perfazendo ao todo seis empresas em
operaccedilatildeo (COGERH 2010)
Outra atividade de mineraccedilatildeo que traz impactos eacute a exploraccedilatildeo de calcaacuterio
encontrada nos municiacutepios de Sobral e Forquilha que por sua vez aleacutemdos
desmatamentos necessaacuterios do uso de explosivos e da produccedilatildeo em larga escala
dematerial particulado contribui para a poluiccedilatildeo e assoreamento de cursos drsquoaacutegua
(COGERH 2010) Aleacutem dissoquando o objetivo eacute a produccedilatildeo de cal ocorre a queima
de lenha em fornalhas (caieiras) primitivas
Figura 9 - Olaria artesanal no municiacutepio de Cruz
Fonte ALVES 2010
34
43 Localizaccedilatildeo dos pontos de coleta
As amostragens dos sedimentos foram feitas em Marccedilo de 2014 Para a
caracterizaccedilatildeo ao longo do curso do rio foram coletados 10 amostras de sedimento
superficial com a primeira amostra coletada logo depois do accedilude Araras e a uacuteltima
amostra coletada na foz do estuaacuterio do rio Acarauacute (Figura 10) Nesse uacuteltimo ponto
foram coletados dois testemunhos objetivando uma caracterizaccedilatildeo do ambiente
estuarino As localizaccedilotildees dos pontos amostrados encontram-se na Tabela 2
Tabela 2 - Identificaccedilatildeo dos pontos de amostragem
Pontos Identificaccedilatildeo dos pontos Coordenadas
Latitude Longitude
ACR 1 Apoacutes o accedilude Araras 04deg122711S 40deg27012O
ACR 2 No municiacutepio de Carireacute 03deg56289 S 40deg25092 O
ACR 3 Antes do municiacutepio de Sobral 03deg44569 S 40deg22284 O
ACR 4 Depois do municiacutepio de Sobral 03deg39547 S 40deg19431 O
ACR 5 Antes de Santana do Acarauacute 03deg32044 S 40deg15051 O
ACR 6 Distrito de Sapoacute (depois do centro de Santana do
Acarauacute) 03deg22323 S 40deg09441 O
ACR 7 Municiacutepio de Morrinhos 03deg15262 S 40deg08225 O
ACR 8 Municiacutepio de Marco 03deg07161 S 40deg07515 O
ACR 9 Antes do municiacutepio de Cruz 02deg56209 S 40deg10160 O
ACR 10 Municiacutepio de Acarauacute (foz) 02deg52211 S 40deg074556 O
Testemunho Foz do estuaacuterio do rio Acarauacute 02deg52211 S 40deg0737 O
Fonte Elaborado pela autora
Figura 10 - Mapa de localizaccedilatildeo das estaccedilotildees de coleta de sedimento superficial
e do perfil sedimentar
Fonte Elaborado pela autora
35
44 Amostragem superficial e do perfil sedimentar
As amostras superficiais (0-2 cm) foram coletadas com paacute de alumiacutenio e
acondicionadas em marmitas previamente limpas com acetona Todas foram
adequadamente etiquetadas e mantidas refrigeradas ateacute a chegada no laboratoacuterio Ao
chegar no laboratoacuterio a fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de hidrocarbonetos foi
guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas de alumiacutenio na
geladeira
Os perfis sedimentares foram coletados a partir da inserccedilatildeo do cano de alumiacutenio
na margem do rio de forma manual Em seguida os canosforam etiquetados e levados
ao laboratoacuterio No laboratoacuterio os canos de alumiacutenio foram abertos com o auxilio de
uma maquita fotografados e seccionados de 5 em 5 cm totalizando 12 sub-amostras
em um comprimento de 60 cm (Figura 11) A fraccedilatildeo da amostra destinada a anaacutelise de
hidrocarbonetos foi guardada em potes de vidro no freezer e o restante em marmitas na
geladeira
Figura 11 - Abertura do testemunho e divisatildeo em seccedilotildees
Fonte Elaborado pela autora
36
45 Anaacutelises para caracterizaccedilatildeo dos sedimentos
As secccedilotildees do testemunho sedimentar e as amostras superficiais foram
submetidas a anaacutelises de propriedades do sedimento granulometria teor de carbonato
de caacutelcio e anaacutelise de propriedades da mateacuteria orgacircnica teor de carbono orgacircnico
hidrocarbonetos e aacutecidos huacutemicos e fuacutelvicos
451 Granulometria
Para a anaacutelise granulomeacutetrica foram pesadas 100g ou 50g de sedimento
dependendo da disponibilidade de amostra com o uso de uma balanccedila digital As
amostras foram submetidas asanaacutelises sedimentoloacutegicas tais como peneiramento a
uacutemido para separar a fraccedilatildeo areia (gt0062 mm) das fraccedilotildees silteargila (lt0062 mm) e
pipetagemA fraccedilatildeo areia passou pelo processo de peneiramento a seco em intervalos de
meio fi Cada fraccedilatildeo dos intervalos foi pesada depois de seca Para a pipetagem foi
utilizada a fraccedilatildeo silteargila suspensa em aacutegua na proveta com retirada de aliacutequotas de
20 ml em determinados intervalos de tempo baseado na metodologia descrita por
Suguio (1973) (Figura 12)As amostras foram classificadas granulometricamente no
programa ANASEDreg
de acordo com a classificaccedilatildeo proposta por Sheppard e
Larssoneur (LIMA et al 2001)
Figura 12 - Anaacutelise granulomeacutetrica a sedimentos para a estufa b pipetagem
Fonte Elaborado pela autora
452 Carbonato de Caacutelcio
Para a quantificaccedilatildeo dos teores de carbonato de caacutelcio utilizou-se o meacutetodo do
calciacutemetro de Bernard modificado (LAMAS et al 2005) atraveacutes do ataque das
amostras com aacutecido cloriacutedrico (HCl) diluiacutedo em 10 em um sistema de vasos
comunicantes de acordo com a reaccedilatildeo
37
1198621198861198621198743 + 2 119867119862119897 rarr + 1198621198742(119892119886119904) + 1198672119874
Dessa forma o teor de CaCO3 eacute medido indiretamente atraveacutes do volume de
aacutegua deslocado pelo CO2 (resultante da reaccedilatildeo com o HCl) no vaso comunicante
453 Teor de Carbono Orgacircnico
O meacutetodo utilizado foi o de Walkley-Black modificado (CAMARGO et al
2009) O princiacutepio deste meacutetodo consiste na oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica porum agente
oxidante forte constituiacutedo por uma soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio 1N (K2Cr2O7) na
presenccedila de aacutecido sulfuacuterico (H2SO4) concentrado utilizando como catalisador da
oxirreduccedilatildeo o calor desprendido na diluiccedilatildeo do aacutecido sulfuacuterico O excesso de dicromato
de potaacutessio eacute titulado com sulfato ferroso amoniacal (SFA - FeSO4(NH4)2SO46H2O) e
assim determinada a quantidade de MO
Em triplicata foram adicionadas a um grama da amostra liofilizada 10 ml da
soluccedilatildeo de dicromato de potaacutessio e 20 ml do aacutecido sulfuacuterico concentrado em um tubo de
ensaio A aliacutequota foi aquecida a 50degC por 5 minutos em seguida colocada em repouso
por 30 minutos Apoacutes este tempo a soluccedilatildeo foi transferida para um erlenmeyer e entatildeo
foi adicionada 200 ml de aacutegua destilada 10 ml de aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) e 1 ml de
difenilamina 1 (indicador) A soluccedilatildeo de SFA 025 M foi usada como titulante para a
mistura e o ponto de viragem da reaccedilatildeo foi representado pela mudanccedila de cor do verde
para o azul O mesmo procedimento foi feito sem a utilizaccedilatildeo da amostra para a
determinaccedilatildeo do branco tambeacutem em triplicata O caacutelculo da quantidade de carbono
orgacircnico foi feito pela seguinte equaccedilatildeo
119862119874 =[10 minus (1198812 times 101198811)] times 04
119901
V1 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em branco em ml
V2 volume de SFA gasto na titulaccedilatildeo da amostra em ml
P peso da amostra em g
A quantidade de mateacuteria orgacircnica foi calculada pela seguinte equaccedilatildeo
119872119874 = 119862119874 times 1725 onde
MO = porcentagem de mateacuteria orgacircnica
CO = porcentagem de carbono orgacircnico
38
454 Aacutecidos Huacutemicos e Fuacutelvicos
As substacircncias huacutemicas podem ser definidas como poliacutemeros amorfos de
coloraccedilatildeo amarelo-marrom a preta de peso molecular relativamente alto e formado por
reaccedilotildees de siacutentese secundaacuterias bioacuteticas e abioacuteticas (BENITES MADARI E
MACHADO 2003) As substacircncias huacutemicas podem ser classificadas em trecircs fraccedilotildees
dependendo da sua solubilidade aacutecidos huacutemicos (AH) que satildeo soluacuteveis em soluccedilotildees
alcalinas mas precipitam em soluccedilotildees acidas aacutecidos fuacutelvicos (AF) que satildeo soluacuteveis em
ambas soluccedilotildees alcalinas e acidas e a humina que eacute insoluacutevel nas duas soluccedilotildees
(BENITES MADARI E MACHADO 2003 BALDOTTO E BALDOTTO 2014)As
substacircncias huacutemicas do solo possuem tamanho que permite incluiacute-las na faixa dos
coloacuteides ou seja maiores do que 250 μm exibindo caracteriacutesticas proacutepriasdestacando-
se sua elevada superfiacutecie a qual lhe confere alta reatividade Esta caracteriacutestica faz com
que a fraccedilatildeo orgacircnica do solomesmo em baixos conteuacutedos seja responsaacutevel por elevada
porcentagem da capacidade de troca catiocircnica do mesmo
Neste trabalho foram determinados os AH e AF dos sedimentos superficiais e
das seccedilotildees do testemunho O meacutetodo utilizado foi o proposto por Benites Madarie
Machado (2003) e visa a quantificaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas por meio de procedimento
simplificado e de faacutecil execuccedilatildeo
Primeiramente uma amostra de sedimento eacute pesada com conteuacutedo aproximado
de 30 mg de carbono orgacircnico entatildeo uma soluccedilatildeo diluiacuteda de NaOH eacute adicionada e
deixada em repouso por 24 h No outro dia apoacutes a centrifugaccedilatildeo dessa soluccedilatildeo o
sobrenadante eacute recolhido em um copo descartaacutevel Entatildeo com a adiccedilatildeo de aacutecido
sulfuacuterico (H2SO4) a 20 (vv) o pH eacute ajustado a 10 e reservado em repouso por 18 h
Apoacutes esse periacuteodo essa soluccedilatildeo eacute filtrada em membrana de 045 m sob vaacutecuo O
filtrado (AF) eacute recolhido e aferido para 50 mL enquanto que os filtros satildeo lavados com
a soluccedilatildeo de NaOH e essa soluccedilatildeo (AH) tambeacutem eacute aferida para o volume de 50 mL
Uma aliacutequota de 5 mL de cada soluccedilatildeo eacute colocada em um tubo de digestatildeo a qual satildeo
adicionados 1 mL de dicromato de potaacutessio (0042 mol L-1
) e 5 mL de H2SO4 esses
tubos satildeo levados ao bloco digestor preacute-aquecido a 150oC e deixar por 30min dentro
de capela Os conteuacutedos dos tubos satildeo transferidos para frascos erlenmeyer e 3 gotas de
indicador FERROIN satildeo adicionadas Por fim as soluccedilotildees satildeo tituladas com sulfato
ferroso amoniacal (00125 mol L-1
) sob agitaccedilatildeo A quantificaccedilatildeo dos aacutecidos huacutemicos e
fuacutelvicos eacute feita atraveacutes da seguinte foacutermula
39
119935 = (119933119939119938119954 minus 119933119938119950)119925119930119917119912119940119952119955119955119961120783120784120786119961120787120782119938119949iacute119954119958119952119957119938 (119950119923)119961120783119953119942119956119952119941119938119938119950119952119956119957119955119938 (119944)
onde
X - mg C na forma de aacutecido huacutemico (ou fuacutelvico) por gramade sedimento
Vbaq - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo dobranco aquecido
Vam - Volume (mL) de SFA consumido na titulaccedilatildeo daamostra
NSFAcorr - Normalidade do SFA corrigida pela equaccedilatildeo
119873119878119865119860119888119900119903119903 =119881119900119897119906119898119890 119889119890 119889119894119888119903119900119898119886119905119900 119909 119873119900119903119898119886119897119894119889119886119889119890 119889119900 119889119894119888119903119900119898119886119905119900
119881119900119897119906119898119890 119889119890 119878119865119860 119888119900119899119904119906119898119894119889119900 119899119886 119905119894119905119906119897119886ccedilatilde119900 119889119900 119887119903119886119899119888119900 119904119890119898 119886119902119906119890119888119894119898119890119899119905119900
46 Anaacutelise de hidrocarbonetos alifaacuteticos e hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos
461 Reagentes e material
Os solventes hexano acetona e diclorometano foram adquiridos da Tedia Os
padrotildees utilizados para a construccedilatildeo da curva de calibraccedilatildeo foram uma soluccedilatildeo mix de
HPAs uma soluccedilatildeo mix de biomarcadores SRM 2266 e uma soluccedilatildeo mix de alcanos (seacuterie
homoacuteloga n-C10 a n-C38 incluindo os alcanos isoprenoacuteides pristano e fitano) Os padrotildees
surrogates dos HAs e biomarcadores (triacotano-d62) e dos HPAs (naftaleno-d8
fenantreno-d10 perileno-d12 e criseno-d12) possuem pureza de 988 989
respectivamente e satildeo da AccuStandardA siacutelica (70-230 mesh) e o sulfato de soacutedio
(Na2SO4) satildeo da VETECreg enquanto que a alumina e o cobre utilizados satildeoda
MERCKreg
e da SYNTHreg respectivamente Tanto os adsorventes (siacutelicae alumina)
quanto o Na2SO4 foram ativados em estufa por 24 h agrave 250degC Por sua vez o cobre em
poacute foi ativado mediante a lavagem sucessiva em soluccedilatildeo de 01 M HCl acetona e
hexano sendo mantido sob refrigeraccedilatildeo no uacuteltimo
462 Extraccedilatildeo clean-up e anaacutelise instrumental
O sedimento liofilizado foi peneirado (abertura de 2mm) para a retirada de
material grosseiro como folhas e cascalhos O procedimento descrito a seguir foi
baseado em Cavalcante e colaboradores (2008) com pequenas modificaccedilotildees (Figura
14) Adicionou-se 50microL de padratildeo surrogate (soluccedilatildeo trabalho de 100 ppm) a 20g de
sedimento peneirado que entatildeo foi submetido ao processo de extraccedilatildeo soacutelido-liacutequido
assistida por sonicaccedilatildeo em uma seacuterie de soluccedilotildees extratoras com decrescente constante
40
eluotroacutepica O volume de cada soluccedilatildeo extratora foi de 30 mL e a seacuterie de soluccedilotildees
utilizadas foi acetona acetonaDCM (11) DCM DCMHEX (11) e finalmente
HEXO extrato foi transferidopara tubos de Falcon e levado a centriacutefuga a 4000 RPM
por 30min (centriacutefuga HermLee Z 360K) As partiacuteculas de sedimento decantam no
fundo restando a fase liacutequida sobrenadante sendo esta recolhida em um balatildeo de fundo
redondo de 250 mL e rotaevaporado (Rotaevaporador FISATOM 801) ateacute atingir 1mL
(Figura 13)
Entatildeo os extratos foram purificados por cromatografia liacutequido-soacutelida usando-se
uma coluna (1 x 50 cm) preenchida com 8g de siacutelica e 4g de alumina que satildeo
adsorventes polares 2g de Cu que remove compostos sulfurados (interferentes comuns
na determinaccedilatildeo de hidrocarbonetos) (CRITERIA WORKING GROUP 1998) e 1g de
Na2SO4 que elimina possiacuteveis moleacuteculas de aacutegua
Figura 13 - Etapas do clean-up aRota-evaporador FISATOM 801 b extratos
reduzidos a 1 mL c Coluna de clean-up e d eluato pronto para a injeccedilatildeo no CG
Fonte Elaborado pela autora
Essa purificaccedilatildeo (clean-up) foi obtida atraveacutes da eluiccedilatildeo sucessiva por 40 mL de
HEX que resultou na fase 1 (F1) e 24 mL HEXDCM (31) (ԑdeg=008) 30 mL de
HEXDCM (ԑdeg=06) e 15 mL de HEXDCM (12) (ԑdeg=021) que resultaram na fase 2
(F2) A F1 corresponde aos hidrocarbonetos alifaacuteticos (HA) e a F2 corresponde aos
hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos (HPAs)
Esse eluato foi rotaevaporado ateacute a reduccedilatildeo do seu volume para ~1 ml (Figura
13) Entatildeo esse volume foi transferido para vials de 4 mL atraveacutes de criteriosa limpeza
41
do balatildeo original com uma mistura de solvente HEXDCM (11) As amostras foram
entatildeo reduzidas para 1ml usando-se nitrogecircnio gasosoCom o auxilio de uma pipeta
automaacutetica 05 mL do eluato foi transferido para vials de 2 mL e entatildeo foram secas por
nitrogecircnio a fim de enviar essa aliacutequota para anaacutelise no Organic Geochemistry
Laboratory (Woods Hole MA EUA) As aliacutequotas foram acondicionadas em caixas
teacutermicas e enviadas para o exterior
A etapa de identificaccedilatildeo e quantificaccedilatildeo dos hidrocarbonetos foi baseado no
meacutetodo de Oliveira (2016)
A fraccedilatildeo F1 (HA) contendo n-alcanos isoprenoacuteides e biomarcadores foi
analisada no cromatoacutegrafo gasoso (modelo Agilent 7890A) acoplado a detector por
ionizaccedilatildeo por chama (CG-DIC) sendo os niacuteveis quantificados atraveacutes de um CG
acoplado a um espectrocircmetro de massa (CG-EM) A fraccedilatildeo F2 (HPAs) foi analisada
noCG-EMas condiccedilotildees de anaacutelise do equipamento podem ser visualizadas naTabela 3
O gaacutes heacutelio foi utilizado como a fase moacutevel com o fluxo na coluna de 13
mLmin A temperatura do injetor foi 300degC e o volume injetado foi de 2μl no modo
splitless A temperatura da interface (EM) foi 300degC
Tabela 3 - Condiccedilotildees de operaccedilatildeo do CG-EM
Fase Moacutevel (Gaacutes de arraste) Heacutelio
Vazatildeo na coluna 13 mLmin
Temperatura do injetor 300 degC
Detector EM
Temperatura do detector 300 degC
Temperatura da interface 300 degC
Temperatura inicial 50 degC
Volume de injeccedilatildeo 2 microL
Modo de injeccedilatildeo Splitless
Modo de detecccedilatildeo (EM) SIM
Fonte Elaborada pela autora
Os marcadores moleculares de interesse foram identificados com base no tempo
de retenccedilatildeo e na razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado (Apecircndice A B e C) Aleacutem disso
as identidades dos compostos foram confirmadas pelo uso da biblioteca National
Institute of Standards and Technology 05 (NIST05)
42
Figura 14 - Etapas da anaacutelise de hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
463 Controle de Qualidade
Todas as etapas realizadas em laboratoacuterio foram acompanhadas por
procedimentos criteriosos de controle de qualidade A fim de eliminar problemas de
contaminaccedilatildeo foram analisados brancos da coluna e dos solventes usados na etapa de
extraccedilatildeo A limpeza de vidrarias foi um dos focos na preparaccedilatildeo do material usado em
43
todas as etapas de determinaccedilatildeo dos analitos de interesse Primeiramente as vidrarias
foram deixadas em banho de detergente (extran a 20 vv) por pelo menos 12 horas
sendo em seguida abundantemente enxaguada em aacutegua corrente aacutegua destilada e entatildeo
colocada em banho de aacutecido niacutetrico (HNO3 a 5vv) por 12 horas Em seguida as
vidrarias foram novamente enxaguadas em aacutegua corrente aacutegua destilada e por fim
mantidas em estufa a 200degC por um periacuteodo de no miacutenimo 12 horas
A quantificaccedilatildeo dos analitos foi realizada usando uma curva de calibraccedilatildeo de
cinco pontos pelo meacutetodo do padratildeo interno Baseado na curva de calibraccedilatildeo a faixa de
trabalho variou de 0-5000 ppb para os HPAs e os HAs e de 0-1324 ppm para os
biomarcadores com R2 de 09783 a 09999 para os HPAs (APEcircNDICE A) 09351 a
09941 para os biomarcadores (APEcircNDICE B) e 09873 a 09999 para os alcanos
(APEcircNDICE C)O limite de detecccedilatildeo variou de 0538 ndash 8579 ngg-1
para os
biomarcadores 2155 ndash 6147 ngg-1
para os n-alcanos e 7214 ndash 9597 ngg-1
para os
HPAs Os limites de quantificaccedilatildeo variaram de 1631 ndash 25997 ngg-1
para os
biomarcadores 6531 ndash 18628 ngg-1
para os n-alcanos e 21860 ndash 29082 ngg-1
Esses
paracircmetros foram calculados pela anaacutelise da injeccedilatildeo do branco de coluna (n=9) que daacute
origem a razatildeo de sinal-ruiacutedo (SN) de 3 e 10
A eficiecircncia do meacutetodo de extraccedilatildeo dos compostos do sedimento foi avaliada
atraveacutes do estudo de recuperaccedilatildeo de padrotildees surrogates relacionando-se a quantidade
de padratildeo adicionado no iniacutecio do procedimento com a quantidade extraiacuteda e
quantificada ao teacutermino do processo (IUPAC 2002)
Os padrotildees surrogates satildeo substacircncias que possuem natureza semelhante ao do
analito de interesse (especialmente Kow e Koc) de modo que apresentam tempo de
retenccedilatildeo diferente doanalito investigado (RIBANI et al 2004) Neste trabalho foram
utilizados versotildees dos compostos modificados isotopicamente e a adiccedilatildeo agrave amostra e
aos brancos foi feita no iniacutecio da etapa de extraccedilatildeo As concentraccedilotildees foram corrigidas
de acordo com a recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogates
Para Ribani et al(2004) os limites inferiores e superiores para recuperaccedilatildeo
sugerida pela literatura e aceita internacionalmente compreende o intervalo entre 70 a
120 Para Denoux e Wang (1998) este intervalo eacute bem aceito entre 40 a 120
enquanto que USEPA (1994) admite valores entre 30 a 115 Para este trabalho os
intervalos satisfazem as faixas sugeridas pela literatura (Tabela 4)
44
Tabela 4 - Recuperaccedilatildeo dos padrotildees surrogate
Padrotildees Surrogate Meacutedia de
Recuperaccedilatildeo
Naftaleno-d8 5809
Fenantreno - d10 11576
Criseno-d12 11971
Perileno-d12 4245
Triacontane-d62 8380
Fonte Elaborada pela autora
45
5 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
51 Caracterizaccedilatildeo sedimentoloacutegica
511 Sedimentos Superficiais
A anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais estaacute demonstrada na
Figura 15 A granulometria foi dividida em trecircs fraccedilotildees cascalho areia e finos
(lama)Os sedimentos superficiais apresentaram predominacircncia na fraccedilatildeo areia da estaccedilatildeo
ACR1 mais a montante ateacute a estaccedilatildeo ACR9 com meacutedia de 7769plusmn1448Vale ressaltar que
nas estaccedilotildees ACR 8 e ACR9 a fraccedilatildeo dos finos apresentou um destaque maior com valores
de 3476 e 4658 respectivamente Somente na estaccedilatildeo ACR10 a fraccedilatildeo dos finos
ultrapassou a fraccedilatildeo areia correspondendo a 75 da granulometriaO teor de carbono
orgacircnico (CO) apresentou-se inferior a 1 na maioria das estaccedilotildees com meacutedia de
044plusmn025 Somente a estaccedilatildeo ACR10 obteve o conteuacutedo de CO maior que 1 com valor
de 187
Com relaccedilatildeo ao potencial de acumulaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica nos sedimentos aqueles
com material mais fino em sua composiccedilatildeo (silte e argila) apresentam maior superfiacutecie de
contato permitindo um maior acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica o qual pode ter relaccedilatildeo
dependendo da concentraccedilatildeo com fontes antroacutepicas (KARICKHOFF et al1979
TREMBLAY et al 2005 CHEN et al 2011) Jaacute sedimentos com predominacircncia de material
arenoso em sua composiccedilatildeo tendem a apresentar uma reduccedilatildeo no potencial de adsorccedilatildeo de
carbono orgacircnico dificultando o acuacutemulo de compostos orgacircnicos persistentes Nas amostras
superficiais do rio Acarauacute a CO teve uma alta correlaccedilatildeo com a fraccedilatildeo dos finos com um
coeficiente de Spearman (plt005) igual a 0903
O conteuacutedo de carbonato de caacutelcio (CaCO3) variou bastante ao longo do rio com
meacutedia de 320plusmn463 natildeo observando-se um padratildeo de variaccedilatildeo O maior valor de CaCO3 foi
relativo a estaccedilatildeo ACR10 que localiza-se no estuaacuterio do rio Acarauacute com 1556 e foi
relacionado com a presenccedila de carapaccedilas de organismos que sintetizam CaCO3
46
Figura 15 - Anaacutelise granulomeacutetrica dos sedimentos superficiais
AC
R 1
AC
R 2
AC
R 3
AC
R 4
AC
R 5
AC
R 6
AC
R 7
AC
R 8
AC
R 9
AC
R 1
0 --
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porc
enta
gem
gra
nulo
met
ria
Finos
Areia
Cascalho
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
CO()
CaCO3 ()
Porcen
tagem
CO
e CaC
O3
Fonte Elaborado pela autoraCO= carbono orgacircnico CaCO3=carbonato de caacutelcio finos = gratildeos lt
0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm cascalho=gratildeosgt2mm
Como estudo complementar foi feita a anaacutelise granulomeacutetrica dos finos (silte+argila)
das amostras ACR8 ACR9 e ACR10 A fraccedilatildeo de silte grosso predominou entre as fraccedilotildees
finas nas trecircs estaccedilotildees como pode ser observado na
Tabela 5
Tabela 5 - Granulometria da fraccedilatildeo dos finos (silte e argila) das estaccedilotildees ACR8 ACR9
e ACR10 (porcentagem)
Estaccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
ACR8 279 149 053 2995 6524
ACR9 490 493 252 3424 5342
ACR10 494 313 154 6585 2454
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso
512 Sedimentos do testemunho
47
O resultado da anaacutelise granulomeacutetrica do testemunho pode ser observado na Figura 16
e Tabela 6 Nota-se que do topo ateacute 30cm temos a predominacircncia da fraccedilatildeo areia com
porcentagem meacutedia de 6993plusmn1429 apoacutes essa camada a fraccedilatildeo dos finos (silte e argila)
predomina com porcentagem meacutedia de 7675plusmn1442
Figura 16 - Anaacutelise granulomeacutetrica do perfil sedimentar
Fonte Elaborada pelo autora finos = gratildeos lt 0062 mm areia=0062 mmltgratildeoslt 2mm
cascalho=gratildeosgt2mm
Alteraccedilotildees na dinacircmica deposicional dos sedimentos do rio Acarauacute ao longo do tempo
podem explicar a mudanccedila no tamanho do gratildeo depositado observada na distribuiccedilatildeo
granulomeacutetrica Isso pode ser explicado pela mudanccedila da hidrodinacircmica do estuaacuterio ou pela
entrada de material terriacutegeno com um maior teor de finos Em relaccedilatildeo a hidrodinacircmica a
alternacircncia entre camadas de sedimento mais finos e camadas de sedimento mais grossos
podem ser relacionados com periacuteodos de baixa energia e periacuteodos de alta energia
respectivamente Durante eventos de alta energia como por exemplo nas cheias do rio o
sedimento depositado no registro histoacuterico eacute caracterizado por material mais grosseiro
transportado como carga de fundo e depositado no local (MITRA et al 1999 BAacuteBEK et al
2011) Por outro lado uma possivel fonte de sedimentos finos para o local pode ser
relacionada com a construccedilatildeo de barragens e passagens secas Uma importante barragem
construiacuteda recentemente (1980-2000) eacute a barragem de Santa Rosa da qual o processo de
construccedilatildeo pode ter sido uma fonte de sedimentos finos para este local
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Porcentagem
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Finos
Areia
Cascalho
48
Tabela 6 - Paracircmetros caracteriacutesticos do testemunho
AMOSTRAS Tipo de sedimento
0-5 cm Areia Lamosa
5-10 cm Areia Lamosa 10-15 cm Areia Lamosa
15-20 cm Areia
20-25 cm Areia 25-30 cm Areia Lamosa
30-35 cm Lama Arenosa
35-40 cm Lama 40-45 cm Lama
45-50 cm Lama
50-55 cm Lama 55-60 cm Lama Arenosa
Fonte Elaborada pela autora
Em relaccedilatildeo ao teor de carbono orgacircnico temos que do topo ateacute a profundidade de 25
cm a CO foi inferior a 1 com meacutedia de 060plusmn03 com valor miacutenimo de 017 no
intervalo de 20-25 cm (Figura 17) A partir de 25 cm houve um aumento da CO em relaccedilatildeo
as camadas superiores com meacutedia de 174plusmn04 atingindo o valor maacuteximo de 218 no
intervalo de 35-40 cm o que estaacute de acordo com o maacuteximo da fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos
finos
Figura 17 - Porcentagem de carbono orgacircnico (CO) e carbonato de caacutelcio (CaCO3) no
testemunho
Fonte Elaborada pela autora
Porcentagem
0 1 2 3 4 5 6 7
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
CO()
CaCO3 ()
Porcentagem
00 04 08 12 16
Pro
fundid
ade (
cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
AH ()
AF()
49
O teor de carbonato de caacutelcio apresentou um decliacutenio do topo ateacute a profundidade de 20
cm com meacutedia de 386plusmn25 (Figura 17) No intervalo de 15-30 cm foi verificada a ausecircncia
do CaCO3 Nas camadas seguintes o conteuacutedo de carbonato voltou a aumentar com meacutedia de
35plusmn108
No testemunho os aacutecidos huacutemicos (AH) variaram de nd a 009 mgg de sedimento
enquanto que os aacutecidos fuacutelvicos (AF) variaram de nd a 036 mgg de sedimento O perfil de
zig-zag dos AF representa as eacutepocas de cheias e estiagem as quais o rio Acarauacute foi submetido
Os aacutecidos huacutemicos possuem maior conteuacutedo de C e menor de O e consequentemente uma
massa maior que os aacutecidos fuacutelvicos (HUR E SCLAUTMAN 2004) e constituem os dominios
hidrofiacutelicos-hidrofoacutebicos das substacircncias huacutemicas (BALDOTTO E BALDOTTO 2014) Com
o grau de polimerizaccedilatildeo relativamente maior dos aacutecidos huacutemicos eacute possiacutevel constatar um
estaacutegio mais avanccedilado de humificaccedilatildeo Entretanto os aacutecidos fuacutelvicos conteacutem mais
agrupamentos ndash COOH por unidade de massa em relaccedilatildeo aos aacutecidos huacutemicos e juntamente
com a soma dos grupamentos fenoacutelicos caracterizam maior acidez total apresentando maior
capacidade de troca catiocircnica (CTC) que os aacutecidos huacutemicos e por sua vez contendo domiacutenios
predominantemente hidrofiacutelicos (BALDOTTO E BALDOTTO 2014)
52 Hidrocarbonetos Alifaacuteticos
A avaliaccedilatildeo dos HA tanto nos sedimentos superficiais do rio Acarauacute como no perfil
sedimentar do estuaacuterio fornece informaccedilotildees sobre o registro das entradas de contaminaccedilatildeo por
efluentes domeacutesticos ou induacutestria ou ateacute mesmo da entrada natural por plantas terrestres aleacutem
da variaccedilatildeo na predominacircncia de certas fontes ou emissotildees localizadas irregularmente
521 n-alcanos nos sedimentos superficiais
A maioria dos hidrocarbonetos alifaacuteticos resolvidos consistiram na seacuterie de n-alcanos
n-C10 - n-C38 O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10-C38 variou de
aproximadamente 3000 ngg-1
a 8000 ngg-1
nos sedimentos superficiais ao longo do curso do
rio Acarauacute com uma meacutedia de 540577 ngg-1
(Tabela 7) A concentraccedilatildeo maacutexima de n-
alcanos (843246ngg-1
) foi observada na estaccedilatildeo ACR10 enquanto que a miacutenima foi na
estaccedilatildeo ACR7 (265474 ngg-1
)
50
Tabela 7 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuaisem ngg-1
em sedimentos superficiais do
Rio Acarauacute
n-alcanos (ngg-1) ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
nC10 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 3424 307
nC11 ltLD 5890 6064 1218 14309 7645 12237 2694 1526 18434
nC12 1951 7781 5894 4141 14120 12170 1718 3212 1723 15123
nC13 4886 14468 16556 4357 30059 15721 1580 4142 4192 24523
nC14 26565 26233 35804 31402 54307 2896 3808 24086 844 36334
nC15 99394 15093 5198 13974 5352 6492 23587 6499 755 13816
nC16 17427 30598 44496 73637 52651 51700 8490 45561 1148 36096
nC17 142438 11973 6196 33361 8879 13577 15288 9106 1741 9891
pristano 24510 4106 1398 4176 3650 1413 3560 780 282 1891
nC18 2340 1371 13361 27980 2394 1180 5339 15457 207 13419
fitano 12402 1923 2485 6067 444 694 2053 866 2280 4055
nC19 2310 2860 2681 5296 3695 5489 8122 3220 4702 4347
nC20 14636 6805 1150 6036 2151 1016 3899 11709 2954 7642
nC21 13008 2859 3073 4513 2290 6976 3998 3818 2187 1989
nC22 6569 3783 2747 2560 3058 2776 3567 7547 3098 3583
nC23 8881 3667 2573 4578 3898 9760 3565 4718 9975 8802
nC24 5682 1906 2475 2926 4685 9071 2470 5961 3545 1470
nC25 6469 2718 2805 4472 4207 9592 7449 6051 7351 6869
nC26 7009 4212 3310 9997 6440 12689 4166 10171 4154 27775
nC27 4279 10601 5573 9928 12071 4408 2278 16568 5390 32450
nC28 12884 9724 5993 26968 15852 20295 9397 18032 4941 80334
nC29 12785 29506 9674 29432 26932 27529 3527 46014 44705 88287
nC30 26161 77686 7527 30407 25114 19331 12801 143288 15249 73360
nC31 39329 2019 8667 40320 27357 23302 5787 174533 69600 84858
nC32 33418 24479 7488 26586 22070 15643 9006 68769 59656 46916
nC33 20722 8318 8576 27395 20880 2679 25167 83597 62714 55489
nC34 51234 9563 7115 22467 19116 5117 13680 23557 22893 35672
nC35 23685 15228 145541 12688 19927 11349 59884 40644 26372 53232
nC36 44587 109780 9787 9755 11169 7534 3956 56001 172491 51181
nC37 29061 1315 3067 37630 50413 1252 3832 2265 73385 2766
nC38 9567 ltLD ltLD ltLD ltLD 13527 1263 ltLD 13452 2333
sumAlcanos (ngg-1) 704190 446465 377274 514269 467491 322822 265474 838866 626935 843246
Fonte Elaborado pela autora ltLD= menor que o limite de detecccedilatildeo
Os perfis de n-alcanos das amostras superficiais podem ser observados na Figura 18
Na amostra ACR1 predominaram os homoacutelogos n-C15 e n-C17 Na estaccedilatildeo ACR2
predominaram os alcanos n-C30 e n-C36 Na ACR3 ACR6 e ACR7 predominou o alcano n-
C35 Nas estaccedilotildees ACR4 e ACR5 predominou o homoacutelogo n-C16 Na ACR9 houve a
presenccedila de n-alcanos com peso molecular maior com destaque para a alta concentraccedilatildeo de n-
C36 Nas estaccedilotildees ACR8 e ACR10 houve uma maior concentraccedilatildeo dos n-alcanos com peso
molecular maior sem predominacircncia de iacutempares ou pares
51
Fonte Elaborada pela autora
Figura 18 - Perfis de n-alcanos e isoprenoacuteides (fitano e pristano) das amostras de sedimentos
superficiais
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR1
n-alcanos
ACR2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR3
n-alcanos
ACR4
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR5
n-alcanos
ACR 6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR7
n-alcanos
ACR8
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Co
nce
ntr
accedilatilde
o (
ng
g)
n-alcanos
ACR9
nC
10
nC
11
nC
12
nC
13
nC
14
nC
15
nC
16
nC
17
Prist
ano
nC
18
Fita
no
nC
19
nC
20
nC
21
nC
22
nC
23
nC
24
nC
25
nC
26
nC
27
nC
28
nC
29
nC
30
nC
31
nC
32
nC
33
nC
34
nC
35
nC
36
nC
37
nC
38
n-alcanos
ACR10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
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1600
1700
1800
1900
20000
100
200
300
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500
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1000
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1700
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1900
20000
100
200
300
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1000
1100
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1800
1900
20000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
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1900
20000
100
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1600
1700
1800
1900
2000
52
Tabela 8 - Concentraccedilatildeo dos n-alcanos individuais do testemunho no estuaacuterio do Rio Acarauacuteem ngg-1
n-alcanos (ngg-1) 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
nC10 ltLD 405 678 063 548 2514 1156 1464 623 549 069 243
nC11 ltLD 2705 13191 319 470 28398 9705 19712 ltLD 2478 6781 1422 nC12 ltLD 2823 2513 861 3139 4583 1187 365 2799 ltLD 2701 854
nC13 ltLD 625 1245 793 1961 1793 1215 1742 1103 1904 1976 1272
nC14 1434 1121 4093 1077 2019 2224 734 1880 1817 24924 2558 792 nC15 2658 3286 8452 4383 12533 12717 3252 9060 7736 4238 10333 9228
nC16 4929 23397 12156 3709 5982 5389 2924 4553 5464 4454 11591 10548
nC17 1837 6583 5735 6010 13641 11857 1990 5984 9530 2741 6946 11837
pristano 2559 2694 3837 961 2782 1889 1638 2346 1466 480 2840 1350
nC18 699 19312 1352 678 1012 1218 826 1247 460 554 1668 1417
fitano 658 1744 1197 246 5602 1324 378 1173 479 701 1624 1576 nC19 3749 1043 8135 3208 7058 6771 2416 5873 3701 1675 6231 7228
nC20 1226 2061 1654 1411 2138 2706 462 12819 868 908 2068 3889
nC21 2291 3702 3691 1621 2128 2580 2022 2411 2032 1165 3746 2352 nC22 1677 2326 3638 1914 3219 2061 1231 2416 2226 1034 1419 5059
nC23 1414 2469 7173 943 3505 2584 1170 3014 4234 1453 3598 3848
nC24 1088 3164 2341 761 2927 870 1370 697 1713 832 1574 4633 nC25 786 6004 3979 1896 4559 4333 635 2439 2710 620 1980 4628
nC26 1913 6277 3119 1552 2523 2364 1408 2148 1121 994 2383 3487
nC27 1634 12408 1438 1085 2284 1677 1179 3644 1949 2626 1839 5740 nC28 1462 11790 1322 832 2567 2932 1260 1579 2626 1087 897 7236
nC29 1699 26404 23058 1353 2372 4427 1610 1961 1618 1440 2245 10850
nC30 750 14993 1647 1101 3243 3106 3693 7261 1794 4019 1299 1017 nC31 3341 26952 8481 1635 1798 3038 3015 7002 3857 4242 5005 6071
nC32 2979 12723 15380 869 1656 2702 2691 2404 5916 1444 919 2117
nC33 1057 18736 38115 1339 3752 3029 977 4288 954 2445 4371 1947 nC34 1983 44912 9230 932 1088 2515 11265 13922 1239 687 5477 2957
nC35 1798 18222 2955 404 222 ltLD 215 139 1629 703 1474 636
nC36 720 58593 302 ltLD 162 458 5491 1427 1391 ltLD 4462 14808 nC37 1987 40245 673 1165 1345 540 747 2466 4168 1981 1650 9181
nC38 2504 48447 ltLD 4600 3080 ltLD 723 421 616 ltLD 2432 20103
sumAlcanos (ngg-1) 50830 426167 190778 47720 101316 122600 68585 127855 77842 72380 104155 158327
Fonte Elaborado pela autora
53
522 n-alcanos no testemunho sedimentar
O somatoacuterio da concentraccedilatildeo da seacuterie de n-alcanos C10 - C38 variou de 47720 ngg-1
(15-20 cm) a 426167 ngg-1
(5-10 cm) nos sedimentos das seccedilotildees do testemunho com uma
meacutedia de 129046 ngg-1
(Tabela 8) A concentraccedilatildeo de n-alcanos totais foi aumentando em
direccedilatildeo ao topo com um pico na profundidade 5-10 cm
523 Biomarcadores do petroacuteleo
5231 Sedimentos superficiais
A maioria das estaccedilotildees apresentou a presenccedila da seacuterie de hopanos e esteranos As
concentraccedilotildees dos 5 hopanos e 5 esteranos identificados e quantificados nas amostras de
sedimento superficial estatildeo naTabela 9
Nas amostras de sedimento superficial a concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD
(ACR3) a 6787 μgg-1
(ACR6) com destaque para o C29-hopano (NH) (Tabela 9) As
estaccedilotildees ACR1 ACR4 e ACR6 tiveram os maiores valores de sumHop Por outro lado os
esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 2327 μgg-1
(ACR4) com destaque para o
C28αββ (SR)(Tabela 9) A estaccedilatildeo ACR4 apresentou o maior valor para sumEster com
predominacircncia dos compostos C28αββ (SR)e C29αββ (SR)
Tabela 9 - Concentraccedilotildees dos biomarcadores hopanos e esteranos dos sedimentos superficiais
em μgg-1
BIOMARCADORES ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
17α(H)-222930 - trisnorhopano 051 ltLD 040 576 519 310 411 373 252 106
17α(H)21β(H)-30-norhopano 5470 1214 ltLD 3860 2610 6787 569 3985 2387 116
17α(H)21β(H) - hopano 2420 ltLD 548 510 ltLD 2867 389 600 553 412 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 1356 1928 ltLD 2062 690 2605 ltLD 527 1066 1541
17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 1109 250 1010 2308 2049 1921 1358 307 1792 2348
ααα - colestano 044 ltLD ltLD ltLD 031 023 ltLD ltLD 143 02 αββ- colestano 061 094 ltLD 158 664 291 ltLD ltLD 284 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD ltLD 2327 ltLD 1479 ltLD ltLD ltLD 258
ααα - 20R 24R - etilcolestano 449 064 ltLD 634 104 371 ltLD 072 650 ltLD αββ - 20R 24R - etilcolestano 125 152 1156 1643 ltLD 036 ltLD 262 060 534
sumBiomarcadores 11085 3748 2757 14089 6666 16690 2737 6127 7188 5338
sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 ltLD 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
5232 Testemunho
No testemunho o somatoacuterio dos biomarcadores (sumBiomarcadores) estudados variou
de 3286 μgg-1
(45-50 cm) a 10071μgg-1
(40-45 cm) (
54
Tabela 10) A concentraccedilatildeo dos hopanos variou de ltLD a 3662 μgg-1
(30-35 cm)
com destaque similar aos sedimentos superficiais para o C29-hopano (NH) No perfil de
concentraccedilatildeo podemos observar dois picos de concentraccedilatildeo maacutexima em 10-15 cm e 40-45
cm de profundidade Por outro lado os esteranos apresentaram valores variando de ltLD a 6
μgg-1
(55-60 cm) com destaque para o C29αββ (SR) O sumEster teve um maacuteximo em 10-15
cm e um miacutenimo em 15-20 cm
Tabela 10 - Concentraccedilotildees individuais dos biomarcadores hopanos e esteranos no testemunho
(μgg-1
)
BIOMARCADORES 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
17α(H)-222930 - trisnorhopano 461 265 155 254 135 099 198 228 418 ltLD 316 212 17α(H)21β(H)-30-norhopano 2270 2707 2404 1950 1474 839 3662 1502 2164 741 2687 2651
17α(H)21β(H) - hopano 1238 067 1163 188 320 688 257 771 1469 409 096 1004 17α(H)21β(H) - 22R - homohopano 2135 286 1934 868 460 674 ltLD 1274 2454 1769 999 ltLD 17α(H)21β(H) - 22S - homohopano 500 104 2638 320 791 1557 1908 1505 2878 037 1797 864
ααα - colestano ltLD ltLD 050 ltLD ltLD ltLD 095 114 045 050 ltLD 021 αββ- colestano 334 415 207 041 ltLD ltLD 284 148 039 ltLD 371 ltLD
αββ - 20R 24S - metilcolestano ltLD ltLD 326 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ααα - 20R 24R - etilcolestano ltLD ltLD 044 120 ltLD 121 ltLD 034 ltLD ltLD 113 056 αββ - 20R 24R - etilcolestano 433 225 243 ltLD 220 176 205 103 596 280 242 603
sum Biomarcadores 7385 4068 9164 3790 3419 4172 6610 5679 10071 3286 6625 5428 sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747 sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
53 Hidrocarbonetos Policiacuteclicos Aromaacuteticos
As concentraccedilotildees individuais dos 56HPAs identificados e quantificados nos
sedimentos superficiais e no testemunho assim como as razotildees diagnoacutesticas usadas nesse
estudo para a identificaccedilatildeo das possiacuteveis fontes estatildeo na Tabela 11 e no Apecircndice A
respectivamente
531 Concentraccedilatildeo de HPAs em sedimentos superficiais
As concentraccedilotildees totais dos 56 HPAs (sumHPA56) analisados variaram de 42740 ngg-1
(ACR3) a 515073 ngg-1
(ACR8) (Tabela 11) nos sedimentos superficiais O somatoacuterio dos
16 HPAs prioritaacuterios da USEPA foi expresso como sumHPA16 e variou de 14143 ngg-1
(ACR3) a 207720 ngg-1
(ACR5) Em geral as concentraccedilotildees de HPAs depedem da
localizaccedilatildeo das fontes em relaccedilatildeo as estaccedilotildees como proximidade de um porto uma regiatildeo
densamente habitada ou uma regiatildeo industrial As maiores concentraccedilotildees foram observadas
em ACR4 ACR5 ACR7 ACR8 e ACR9 E as menores concentraccedilotildees foram observadas em
ACR1 ACR3 e ACR6
55
Essas concentraccedilotildees elevadas tiveram dois principais compostos responsaacuteveis a seacuterie
de naftalenos e o dibenzo(a)antraceno
Tabela 11 - Concentraccedilatildeo dos hidrocarbonetos policiacuteclicos aromaacuteticos dos sedimentos
superficiais do rio Acarauacute (ngg-1
)
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAs
2 a
neacuteis
Naftaleno 3089 417 1537 32992 ltLD 4460 ltLD 54058 ltLD 2573
2-metilnaftaleno ltLD ltLD 646 7208 ltLD 1177 ltLD 8631 ltLD 780
1-metilnaftaleno ltLD ltLD 100 4468 ltLD ltLD ltLD 7021 ltLD 464
16-dimetilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 1983
12-dimetilnaftaleno 958 1046 4177 12420 6880 992 ltLD 12257 ltLD 2237
235-trimetilnaftaleno 6178 ltLD ltLD 87821 ltLD 5936 ltLD 129316 10908 1401
Bifenil ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 676 ltLD 180 ltLD 492
3 a
neacuteis
Acenaftileno ltLD 141 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno 910 ltLD ltLD 1556 ltLD 1110 ltLD 2202 1638 336
1-metilfluoreno 281 188 078 057 084 066 077 286 108 066
Fenantreno 1460 1463 1739 1817 1462 1498 200 1407 2127 1241
Antraceno 540 464 543 502 456 1474 1112 330 503 830
Carbazole 5176 1632 2275 5096 1920 4456 1631 4190 4962 3112
9-etil-10-metilfenantreno 046 060 200 046 785 037 018 013 158 055
4 a
neacuteis
Fluoranteno 758 155 306 768 224 547 150 577 803 871
Pireno 1051 612 885 1214 331 846 222 1170 1343 1213
1-metilpireno 740 231 240 240 539 205 221 303 220 268
Benz(a)antraceno 561 354 569 1452 749 424 391 282 361 600
Trifenileno 3765 133 140 1033 372 208 179 109 149 1848
Criseno ltLD ltLD 070 1401 111 169 463 ltLD 099 784
6-metilcriseno 1764 286 294 323 847 251 628 222 494 566
6-etilcriseno 4188 257 431 371 493 232 217 741 197 341
5 a
neacuteis
Benz(b)fluoranteno 3723 935 850 1335 1103 901 542 562 825 5356
Benzo(k)fluoranteno 2198 1314 1600 1214 1891 1626 1289 1039 1413 4302
Benzo(e)pireno 2402 1576 1451 1259 1720 1234 1442 863 1285 15825
Benzo(a)pireno 2569 1942 1228 1706 1789 1825 1224 1155 1693 2581
Perileno 866 1068 2751 1234 768 433 497 675 1329 16784
Dibenzo(ah)antraceno ltLD 97858 ltLD ltLD 190387 ltLD 181447 30111 ltLD ltLD
6
an
eacuteis
Indeno(123-cd)pireno 2992 2137 2373 4330 7459 3794 5025 1046 1575 16385
Benzo(ghi)perileno 2044 3049 2444 2710 1759 1665 1220 3570 13969 2308
HPAs alquilados
sum C1-C4 naftalenos ltLD 4692 6153 137453 5202 8616 ltLD 243020 321927 9378
sum C1-C3 fluorenos ltLD 1130 1436 833 133 749 ltLD 1104 3770 8758
sum C1-C4 fenantrenos ltLD 779 1014 ltLD 1578 ltLD 418 874 1788 5429
sum C1-C4 pirenos 3116 944 4595 1863 4619 1379 1913 2635 3515 9068
sum C1-C3 crisenos 2356 ltLD 1627 490 2157 ltLD 625 3937 2283 6862
HPAs sulfurados
Dibenzotiofeno 366 823 968 730 ltLD 926 ltLD 886 305 396
46-dimetildibenzotiofeno 163 057 ltLD 193 054 ltLD ltLD 069 790 338
Dibenzofurano 108 259 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 199 ltLD ltLD
sum C1-C4 dibenzotiofenos ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 2196 1997
Paracircmetros
sum HPAs16 21929 110878 14143 52998 207720 20339 193285 97542 26349 39381
sum HPAs56 54402 126039 42740 316136 235871 47937 201161 515073 382732 127828
sum HPAs alquilados 5472 7545 14825 140639 13689 10744 2957 251570 335479 41491
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 5999 2486 3819 36868 1917 8542 1311 57997 4268 4980
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 15930 108392 10324 16130 205803 11796 191974 39545 22081 34401
Fonte Elaborada pela autora
Apesar do ΣHPA16 (14143 - 207720 ngg-1
) no rio Acarauacute estaacute abaixo dos niacuteveis
encontrados em regiotildees com intensa atividade urbana ou ateacute mesmo atividade portuaacuteria como
as cidades de Montevideo e Xinxiang os niacuteveis encontrados estatildeo proacuteximos de aacutereas urbanas
e rurais como o Rio Durance (Franccedila) e a regiatildeo metropolitana de Curitiba (
56
Tabela 12) Segundo Benlahcer e colaboradores (1997) os sedimentos com ΣHPAs ateacute
250 ngg-1
satildeo considerados como levemente poluiacutedos entre 250 e 2000 ngg-1
satildeo
considerados moderadamente poluiacutedos e acima de 2000 ngg-1
satildeo considerados altamente
poluiacutedos Desta forma podemos classificar os sedimentos das estaccedilotildees ACR1 ACR3 e ACR6
como levemente poluiacutedas e a estaccedilatildeo ACR 5 como altamente poluiacuteda ficando o restante
classificado como moderadamente poluiacutedo
Tabela 12 - Concentraccedilotildees de sumHPAs em sedimentos superficiais ao redor do mundo
nos uacuteltimos cinco anos
Local Atividade Variaccedilatildeo de
sumHPAs (ngg)
ndeg de HPAs
estudados Referecircncia
Rio Iguaccedilu Curitiba Brasil Aacuterea urbana e industrial 131 - 1713 16 LEITE et al 2011 Mar Egeu Mediterracircneo Aacuterea urbana e industrial lt415 - 405 14 KUCUKSEZGIN et al 2012
Delta do Rio Amarelo China Exploraccedilatildeo de petroacuteleo
agricultura e pesca 27-753 16 YUAN et al 2014
Estuaacuterio do Rio da Prata Uruguai Aacuterea urbana e industrial 196-65501 16 VENTURINI et al 2015
Xinxiang China Aacuterea industrial 4450 - 29000 15 FENG et al 2016 Rio Cocoacute e Cearaacute Fortaleza Brasil Aacuterea urbana 3488 ndash 301716 54 OLIVEIRA 2016
Porto do Mucuripe Fortaleza Cearaacute Aacuterea portuaacuteria 6527 - 6833354 54 OLIVEIRA 2016
Baiacutea de Paranaguaacute Aacuterea urbana e portuaacuteria ltLD - 572 16 DE ABREU-MOTA et al 2014
Baia de Laranjeiras Brasil Aacuterea de conservaccedilatildeo e
recreaccedilatildeo 385 - 892 - MARTINS et al 2012
Rio Durance Franccedila Agricultura 57ndash1528 16 KANZARI et al 2015 Rio Jaguaribe Agricultura carcinicultura 069 a 375202 16 ANDRADE 2012
Rio Pacoti Carcinicultura aacuterea de
conservaccedilatildeo aacuterea urbana 119512 - 290625 16 FERNANDES 2013
Rio Acarauacute Agricultura carcinicultura 14143 - 207720 16 Presente estudo
Fonte Elaborada pela autora
Em contrapartida podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs satildeo
relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente Dessa forma esses compostos satildeo os maiores responsaacuteveis pelo
niacutevel de contaminaccedilatildeo na regiatildeo
57
Fonte Elaborada pela autora baseado em LIMA et al 2005N F Fl D e C correspondem a naftaleno fenantreno fluoreno dibenzotiofeno e criseno respectivamente
0-4 representam o nuacutemero do carbono dos grupos alquilados nas seacuteries homologas de HPAs alquilados BF a BghiP correspondem aos outros 15 HPAs prioritaacuterios pela
USEPA Atenccedilatildeo para as diferentes escalas do eixo Y
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
) ACR1
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR2
DahA0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
ACR3
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR4
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0102030405060708090
100
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR5
DahA0
1000
2000
Co
nce
ntr
accedilatildeo
(ng
g)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR6
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR7
DahA0
1000
2000
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
04080
120160200240280320360400
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
ACR8
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
500
1000
1500
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR9
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
0
1000
2000
3000
Concentr
accediloم
(ngg
)
A
Naf
C1-N
C2-N
C3-N
C4-N
Fen
C1-F
C2-F
C3-F
C4-F F
lC
1-F
lC
2-F
lC
3-F
lD
BT
C1-D
C2-D
C3-D
C4-D Cri
C1-C
C2-C
C3-C BF
Aci
Ace
Ant
Fltr Pir
BaA
BbF
BkF
BeP
BaP
Per
DahA
IcdP
BghiP
020406080
100120140160180200
ACR10
Conce
ntr
accedilatildeo
(ngg
)
Figura 19 - Perfis de distribuiccedilatildeo dos HPAs nas amostras de sedimento superficial do rio Acarauacute
58
532 Concentraccedilatildeo de HPAs no testemunho
As concentraccedilotildees individuais dos HPAs variaram de ltLD a 6181 ngg-1
enquanto que
o sumHPAs16 variou de 13197 ngg-1
(5-10 cm) a 685419 ngg-1
(35-40 cm) (Figura 20 e
Apecircndice A) A distribuiccedilatildeo dos HPAs foi dominada pelo dibenzo(ah) antraceno e pela seacuterie
de naftalenos alquilados com esses compostos correspondendo de 10-75 e 2-77 do total
de HPAs respectivamente Esse mesmo domiacutenio foi observado nos sedimentos superficiais
ao longo do curso do rio Acarauacute
Podemos observar que a concentraccedilatildeo de HPAs cresce nas camadas mais profundas do
testemunho contrariando a tendecircncia observada em outros trabalhos de uma maior
concentraccedilatildeo dos HPAs nos sedimentos superficiais que correlaciona-se com o aumento da
taxa de ocupaccedilatildeo da regiatildeo (MACHADO et al 2014) Esse padratildeo de variaccedilatildeo com um pico
de HPAs em seccedilotildees mais profundas foi observado em vaacuterios trabalhos (SUN E ZHANG
2012 DUAN et al 2015) e foi atribuido a mudanccedila na fonte de energia utilizada pela
populaccedilatildeo do local Na bacia do rio Acarauacute o uso de carvatildeo vegetal pelas induacutestrias de
cimento foi estimulado pelo Governo Federal por causa da crise internacional do petroacuteleo na
deacutecada de 70 (SEMACE 1998) Durante vinte anos essa praacutetica foi uma praacutetica comum que
devastou a caatinga na regiatildeo e que teve seu registro nos sedimentos do estuaacuterio do Acarauacute
59
Figura 20 - Variaccedilotildees ao longo do tempo da concentraccedilatildeo de HPAs no estuaacuterio do rio
Acarauacute
FLTR
0 10 20 30 40 50 60
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
HPAs16
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000 8000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
NAF
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 10 20 30 40
FEN
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 5 10 15 20 25 30
CRI
0 10 20 30 40 50
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
ANT
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2 4 6 8 10 12
Pir BaA
0 5 10 15 20 25 30
BbF
0 20 40 60 80 100120140160180
BkF
0 20 40 60 80 100
BeP
0 100 200 300 400 500
BaP
0 50 100 150 200 250 300 350
PER
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 200 400 600 800
DahA
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 2000 4000 6000
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5 IcdP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100120140
BghiP
Concentraccedilatildeo (ngg)
0 20 40 60 80 100 120
PIR
0 10 20 30 40 50
Fonte Elaborado pela autora
60
54 Determinaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos para o rio Acarauacute
Para a determinaccedilatildeo de fontes dos hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do rio
Acarauacute foram utilizadas as razotildees diagnoacutesticas na Tabela 13
Tabela 13- Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos nos
sedimentos superficiais do rio Acarauacute
Hidrocarbonetos Razotildees diagnoacutesticas ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
HPAS
sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 073 098 073 030 099 058 099 041 084 087
BaA(BaA +Cri) 094 091 089 051 087 071 046 089 078 043
IP(IP+BghiP) 059 041 049 062 081 069 080 023 010 088
FenAnt 270 315 320 362 321 102 018 426 423 150
FltrPir 072 025 035 063 068 065 067 049 060 072
Per5 aneacuteis 795 103 5364 2238 039 774 027 200 2548 5981
Alcanos
CPI (15-19) 1237 129 039 088 048 093 532 048 494 082
CPI (25-33) 081 044 122 105 113 090 103 128 197 109
n-C27+ n-C29+n-C31 56393 42127 23914 79680 66360 55239 11592 237116 119695 205595
Isoprenoacuteides
nC17Pr 581 292 443 799 243 961 429 1168 618 523
nC18Fit 019 071 538 461 539 170 260 1785 009 331
PrFit 198 214 056 069 822 203 173 090 012 047
Biomarcadores sumHop 10406 3429 1598 9316 5867 14490 2727 5793 6050 4522
sumEster 679 319 1159 4772 799 2200 010 334 1138 816
Fonte Elaborada pela autora
Jaacute para a caracterizaccedilatildeo de fontes de hidrocarbonetos no testemunho sedimentar do
estuaacuterio do rio Acarauacute foram utilizadas as razotildees apresentadas na Tabela 14
Tabela 14 - Razotildees utilizadas na determinaccedilotildees de fontes de hidrocarbonetos para o
rio Acarauacute
Razotildees diagnoacutesticas 0-5 cm 5-10 cm 10-15 cm 15-20 cm 20-25 cm 25-30 cm 30-35 cm 35-40 cm 40-45 cm 45-50 cm 50-55 cm 55-60 cm
sum HPAs (4-6 aneacuteis)
sum HPAs16 095 072 096 089 057 061 090 100 098 099 099 099
Per5 aneacuteis 6426 3265 7752 415 2883 583 8920 021 2970 031 073 069
BaA(BaA+Cri) 066 088 013 085 088 094 097 073 062 074 034 095
IP(IP+BghiP) 065 056 042 056 052 041 048 084 027 051 035 017
FenAnt 398 153 209 187 274 685 484 222 204 267 017 196
FltrPir 125 090 097 119 061 170 015 227 391 058 063 111
CPI (15-19) 237 049 274 483 733 691 353 385 580 175 302 400
CPI (25-33) 114 120 254 146 135 121 038 071 100 147 154 178
n-C27+ n-C29+n-C31 6673 65765 32977 4074 6455 9142 5805 12606 7424 8308 9089 22661
nC17Pr 072 244 149 625 490 628 121 255 650 571 245 877
nC18Fit 106 1107 113 276 018 092 218 106 096 079 103 090
PrFit 389 154 321 391 050 143 433 200 306 068 175 086
sumHop 6604 3428 8294 3580 3179 3856 6025 5280 9383 2956 5895 4747
sumEster 780 640 870 210 240 316 584 399 688 330 731 681
Fonte Elaborada pela autora
541 Diferenciando o aporte de fontes biogecircnicas das fontes petrogecircnicas
Os hidrocarbonetos de origem antropogecircnica no meio ambiente acabam misturando-se
com outras fontes de background presentes na aacuterea impactada
61
Os hidrocarbonetos biogecircnicos satildeo originados por processos bioloacutegicos ou na
diagecircnese primaacuteria em sedimentos marinhos recentes As fontes biogecircnicas incluem plantas
terrestres fitoplancton animais bacteacuterias e macroalgas Uma forma de medir a contribuiccedilatildeo
biogecircnica na siacutentese dos alcanos eacute o iacutendice preferencial do carbono (IPC (25-33)) que indica a
contribuiccedilatildeo relativa das fontes naturais (IPC gt1 biogecircnicoterrestre) comparada com as
fontes antropogecircnicas (IPClt1 contaminaccedilatildeo por petroacuteleo) (EGLINTON E HAMILTON
1967 ABOUL-KASSIM E SIMONEIT 1995 VOLKMAN et al1992)
Outra caracteristica das fontes biogecircnicas eacute relacionada com os hidrocarbonetos
isoprenoacuteides onde a concentraccedilatildeo de pristano eacute maior do que a de fitano sugerindo a entrada
de mateacuteria orgacircnica fitoplantocircnica e a razatildeo PriFit gt1 ( tipicamente entre 3 e 5) enquanto
que a razatildeo de PriFit lt1 indica contaminaccedilatildeo por petroacuteleo (WANG E FINGAS 2003 HU et
al 2011) Em sedimentos recentes as razotildees de Prin-C17 e Fitn-C18 lt1 indicam entrada
relativamente recente de oacuteleo enquanto que valores maiores que 1 juntamente com
concentraccedilotildees altas de hidrocarbonetos sugerem a presenccedila de oacuteleo degradado
(COMMENDATORE et al 2012 WANG et al 2015)
Aleacutem disso o perileno um HPA de 5 aneacuteis apresenta a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) com um valor maior que 10 para fontes diageneacuteticas (natural
biogecircnica) desse composto (SOCLO et al 2000 WANG et al 2014)
Por outro lado a presenccedila de biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) sugere
contaminaccedilatildeo petrogecircnica pois eles satildeo constituintes comuns do petroacuteleo e seus derivados
(WANG E FINGAS 2003)
Dessa forma essas caracteriacutesticas podem ser usadas para identificaccedilatildeo e diferenciaccedilatildeo
das fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos
5411 Sedimentos superficiais
O valor do IPC (15-19) variou de 039 (ACR3) a 1237(ACR1) (Tabela 13) De acordo
com esses valores nas estaccedilotildees ACR1 (1227) ACR7 (532) e ACR9 (494) as cadeias curtas
de n-alcanos apresentaram uma forte predominacircncia de cadeias com um numero iacutempar de
carbono em relaccedilatildeo as com nuacutemero par Em ACR1 o alto valor daacute-se devido as altas
concentraccedilotildees de n-C15 e n-C17 que indicam uma possiacutevel produccedilatildeo autoacutectone da mateacuteria
orgacircnica pois tais alcanos estatildeo relacionados com a atividade planctocircnica o mesmo ocorre
em ACR7 soacute que em menor proporccedilatildeo Apesar de possuir um alto valor de IPC (15-19) a
estaccedilatildeo ACR 9 natildeo apresenta valores significativos dos compostos n-C15 e n-C17 Esse alto
valor do IPC em ACR1 pode ser relacionado com a proximidade do accedilude Araras que eacute o
62
quarto maior accedilude do Cearaacute e fica a montante desta estaccedilatildeo A construccedilatildeo de reservatoacuterios
altera a circulaccedilatildeo do sistema fluvial que antes era loacutetico e passa para uma ambiente
intermediaacuterio entre loacutetico e lecircntico devido a circulaccedilatildeo vertical e horizontal originada pela
operaccedilatildeo da barragem (MARGALEF 1983) Esses reservatoacuterios recebem o aporte do
escoamento superficial perifeacuterico lanccedilamento de efluentes das comunidades circunvizinhas
aleacutem das atividades desenvolvidas no seu interior como a piscicultura (MARGALEF 1983)
Essas atividades fornecem nutrientes para o desenvolvimneto fitoplantocircnico o que explica os
altos valores dos n-alcanos caracteristicos da comunidade fitoplantocircnica
Fonte Elaborado pela autora
O valor do IPC (25-33) variou de 044 (ACR2) a 197 (ACR9) (Figura 21) Isso
demonstra que a maioria das estaccedilotildees natildeo apresentou perfis com predominacircncia de cadeias
longas com nuacutemero de carbono iacutempar ou par o que resulta na possiacutevel fonte de derivados do
petroacuteleo A estaccedilatildeo ACR9 apresentou o maior valor de IPC indicando uma maior
contribuiccedilatildeo das plantas terrestres superiores (EGLINTON E HAMILTON 1967) o que eacute
plausiacutevel visto a proximidade com o estuaacuterio
A origem do perileno um HPA de 5 aneacuteis eacute bastante controversa Em muitos
trabalhos a origem do perileno foi encontrada como diferente dos outros HPAs
(BUDZINSKY 1997 SOCLO et al 2000 CAVALCANTE et al 2008) O perileno pode
ser introduzido no ecossistema aquaacutetico por vaacuterios processos sendo a degradaccedilatildeo de
precursores biogecircnicos a fonte predominante (GSCHWEND E HITES 1981) Segundo
Venkatesan (1988) um sistema favoraacutevel para a formaccedilatildeo e preservaccedilatildeo do perileno eacute
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
IPC (25-33)
IPC (15-19)
Iacutend
ice
Figura 21 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para os sedimentos superficiais
63
encontrado em regiotildees aquaacuteticas com alta produccedilatildeo bioloacutegica como estuaacuterios e lagos Aleacutem
disso o perileno pode ter uma origem terrestre mas a fonte terriacutegena desse composto
permanece desconhecida O perileno tambeacutem pode ser derivado de material autoacutectone como
as diatomaacuteceas (VENKATESAN 1988) No entanto no escopo desse trabalho natildeo foi
possiacutevel determinar a origem terrestre ou autoacutectone do perileno encontrado
No entanto alguns estudos tecircm-se desenvolvido em direccedilatildeo agrave determinaccedilatildeo do caraacuteter
antroacutepico ou natural das fontes de HPAs comparando-se as concentraccedilotildees de perileno com os
demais HPAs (BAUMARD et al 1988 BUDZINSKY et al 1997 SOCLO et al 2000
WANG et al 1999 WANG et al 2014) Em relaccedilatildeo ao carater antroacutepico do perileno
estudos mostraram que esse composto pode ser produzido em processos de combustatildeo de
biomassa e combustiacuteveis foacutesseis (PAGE et al 1999 WANG et al 1999)
Na Figura 22 podemos observar que apenas as razotildees em ACR3 (5364) ACR4
(2238) ACR9 (2547) e ACR10 (5980) apresentaram a razatildeo
PerilenosumHPAs(5aneacuteis) gt 10 indicando assim a origem natural do perileno Esse
resultado na estaccedilatildeo ACR9 e ACR10 jaacute era esperado uma vez que apresentam maior
produtividade bioloacutegica devido as suas localizaccedilotildees no estuaacuterio As estaccedilotildees ACR3 e ACR4
localizam-se antes e depois do municiacutepio de Sobral respectivamente As outras estaccedilotildees
apresentaram valores menores que 10 o que indica a fonte piroliacutetica desse HPA (PAGE et
al 1999 WANG et al 1999)
Figura 22 - Razatildeo diagnoacutestica do perileno nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Per
5an
eacuteis
()
Origem
Piroliacutetica
Origem
Natural
Fonte Elaborado pela autora
Os alcanos pristano e fitano satildeo os constituintes mais comuns dos isoprenoacuteides nos
sedimentos mas as suas abundacircncias relativas variam bastante A razatildeo de pristano em
relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) (Figura 23) nos sedimentos superficiais variou de 012 (ACR9) a
64
822 (ACR5) Em sedimentos natildeo-contaminados a razatildeo PriFit eacute maior do que 1
normalmente entre 3 e 5 (STEINHAUER E BOEHM 1992) A maioria das estaccedilotildees
apresentou a a razatildeo PriFit menor ou proacuteximo a 1 indicando os derivados de petroacuteleo como
fonte de hidrocarbonetos principal Um valor alto para a razatildeo PriFit foi observado na
estaccedilatildeo ACR5 localizada antes de Santana do Acarauacute e relativamente distante dos centros
urbanos
Figura 23 - Razotildees entre os compostos isoprenoacuteides e os n-alcanos n-C17 e n-C18
Fonte Elaborado pela autora
No que diz respeito as razotildees n-C17Pri e n-C18Fit ambos os isoprenoacuteides satildeo
degradados mais lentamente do que o seu alcano associado devido as preferecircncias
microbianas (COLOMBO et al 1989) Dessa forma razotildees menores do que 2 indicam
contribuiccedilatildeo recente de oacuteleo enquanto que valores maiores indicam resiacuteduos de oacuteleo
degradado (COLOMBO et al 1989) A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri)
variou de 243 (ACR5) a 1168 (ACR8) (Tabela 13) Em todas as estaccedilotildees foi observado que
o n-C17 predominou sobre o pristano (Figura 23) indicando contribuiccedilatildeo planctocircnica para a
mateacuteria orgacircnica (READMAN et al 2002) A razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-
C18Fit) variou de 009 (ACR9) a 1785 (ACR8) (Tabela 13) Essa razatildeo atualmente indica a
degradaccedilatildeo microbiana inicial em resiacuteduos de oacuteleo (DIEZ et al 2007) As estaccedilotildees ACR1
ACR2 ACR6 e ACR9 apresentaram as menores razotildees o que eacute indicativo da presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradado (DIEZ et al 2007) Isso acontece pois o n-C18 tende a ser
ACR1 ACR2 ACR3 ACR4 ACR5 ACR6 ACR7 ACR8 ACR9 ACR10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Raz
atildeo
Estaccedilotildees
nC17Pri
nC18Fit
PriFit
65
degradado preferencialmente em relaccedilatildeo ao fitano na degradaccedilatildeo microbiana Por sua vez as
outras estaccedilotildees com destaque para a estaccedilatildeo ACR8 demonstraram uma maior contribuiccedilatildeo
da produtividade primaacuteria na sua mateacuteria orgacircnica
A distribuiccedilatildeo dos biomarcadores do sumHop e sumEster nos sedimentos superficiais estaacute
demonstrada na Figura 24 Em estudos anteriores a presenccedila de hopanos e esteranos foi
relacionada com o material particulado proveniente da exaustatildeo do motor de caminhotildees
(ROGGE et al 1993 SCHAUER et al 2002 KLEEMAN et al 2008) Esses
biomarcadores pertencem a fraccedilatildeo de alta ebuliccedilatildeo do oacuteleo cru devido a isso natildeo satildeo
encontrados nem na gasolina nem no diesel Ao inveacutes disso eles vatildeo ser originados do oacuteleo
lubrificante (ROGGE et al 1993) Aleacutem disso Kleeman e colaboradores (2008) analisando
material particulado oriundo das emissotildees de carros movidos a diesel utilizaram o
17α(H)21β(H)-30-norhopano (NH) como um indicador de oacuteleos lubrificantes Por outro lado
Bieger e colaboradores (1996) compararam oacuteleos lubrificantes novos e usados fuligem da
descarga poeira de estradas e sedimentos da Baiacutea de Conception - Canadaacute e correlacionaram
a impressatildeo digital dos hidrocarbonetos no sedimento com os biomarcadores presentes em
oacuteleo lubrificantes utilizados em automoveis e barcos da regiatildeo Jaacute Boonyatumanond e
colaboradores (2006) encontraram uma predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 e
atribuiram essa caracteristica a poeira de estrada que apresentava mesma impressatildeo digital de
hopanos Essa poeira de estrada consiste de asfalto partiacuteculas de pneus solo partiacuteculas de
exaustatildeo vazamentos de oacuteleo e combustiacutevel e deposiccedilatildeo atmosfeacuterica e estaacute diretamente
associada com o traacutefego nas rodovias (BOONYATUMANOND et al 2006) Dessa forma
como a regiatildeo do rio Acarauacute natildeo foi um local de derramento de petroacuteleo nem eacute uma regiatildeo
perto de refinarias ou industria petroquiacutemica podemos inferir que essas moderadas
concentraccedilotildees de hopano e esteranos satildeo derivadas da utilizaccedilatildeo de oacuteleos lubrificantes nos
automoacuteveis e nos barcos a motores da regiatildeo que chegam ao rio por meio do escomaento
superficial ou mesmo das poeiras das rodovias que constituem as principais vias de acesso da
regiatildeo O que ratifica essa fonte eacute a predominacircncia do hopano C29 sobre o hopano C30 em
todas as estaccedilotildees como foi citado anteriormente Podemos observar que as estaccedilotildees ACR1
ACR4 e ACR6 apresentaram as maiores concentraccedilotildees desses marcadores moleculares
especialmente os hopanos A estaccedilatildeo ACR1 fica logo apoacutes o accedilude Araras que eacute utilizado
como uma aacuterea de lazer com a presenccedila de jet-skis e barcos a motores que representam fontes
potenciais dos hopanos e esteranos Por sua vez a estaccedilatildeo ACR4 e ACR6 ficam a montante
das cidades de Sobral e Santana do Acarauacute respectivamnete
66
Figura 24- Distribuiccedilatildeo do somatoacuterio das concentraccedilotildees de hopanos (sumHop) e
esteranos (sumEster) nos sedimentos superficiais
AC
R1
AC
R2
AC
R3
AC
R4
AC
R5
AC
R6
AC
R7
AC
R8
AC
R9
AC
R1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
Conce
ntr
accedilatilde
o (gg
)
op
Ester
Fonte Elaborado pela autora
5412 Testemunho
No testemunho a maioria das amostras apresentaram valores do IPC (25-33) proacuteximos
a 1 o que sugere a contaminaccedilatildeo petrogecircnica (Tabela 14 Figura 25) Apenas a camada 10-15
cm apresentou um valor alto de IPC que significa a predominacircncia dos homoacutelogos com
carbonos impares sugerindo uma fonte de plantas terrestres superiores
Jaacute os valores do IPC (15-19) variaram de 049 (5-10 cm) a 733 (20-25 cm) (Tabela
14) Observou-se uma variaccedilatildeo do IPC (15-19) ao longo do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute
com picos nas profundidades de 20-25 cm e 45-50 cm Isso sugere uma variaccedilatildeo na origem da
mateacuteria orgacircnica com uma diminuiccedilatildeo da produccedilatildeo autoacutectone em relaccedilatildeo ao topo
67
Fonte Elaborado pela autora
Por outro lado a razatildeo Per5 aneacuteis nos mostra que a maioria das seccedilotildees possuem um
caraacuteter natural da mateacuteria orgacircnica (Figura 25) o que eacute indicado pela porcentagem maior do
que 10 na razatildeo Per5 aneacuteis com possiacutevel fonte diageneacutetica do Per As altas
concentraccedilotildees de perileno tem sido relacionados com sedimentos anoacutexicos com alta
produtividade bioloacutegica (MEIRE et al 2008 WANG et al 2014)
A razatildeo de pristano em relaccedilatildeo ao fitano (PriFit) variou de 050 (20-25 cm) a 433
(30-35 cm) (Tabela 14) O pristano eacute encontrado em maiores proporccedilotildees que o fitano em
sedimentos marinhos natildeo contaminados por petroacuteleo (PriFit gt1) No testemunho analisado
podemos observar uma tendecircncia de aumento na entrada de sedimentos contaminados por
hidrocarbonetos antropogecircnicos (Figura 26)
A razatildeo do n-C17 em relaccedilatildeo ao pristano (n-C17Pri) variou de 072 (topo) a 877
(base) e a razatildeo do n-C18 em relaccedilatildeo ao fitano (n-C18Fit) variou de 018 (20-25 cm) a 1107
(5-10 cm) (Tabela 14) Os valores dessas razotildees sugerem tanto a presenccedila de hidrocarbonetos
degradados (n-C18Fit) como a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica (n-C17Pri) ao longo
do tempo no estuaacuterio do rio Acarauacute No entanto as duas razotildees sugerem a presenccedila de
resiacuteduos de petroacuteleo degradados nos sedimentos recentes (DIEZ et al 2007)
Em relaccedilatildeo aos biomarcadores hopanos e esteranos podemos observar na Figura 27 o
perfil desses compostos no testemunho em estudo Assim como nos sedimentos superficiais
Razatildeo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5IPC(15-19)
IPC(25-33)
Per5aneis
0 20 40 60 80 100
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
Piroliacutetico
Nat
ural
Figura 25 - Iacutendice Preferencial de Carbono (IPC) para o testemunho sedimentar
68
as concentraccedilotildees do sumBiomarcadores estaacute diretamente influenciada pela sumHop uma vez que
este representa cerca de 842 a 932 do total quantificado
Figura 26 - Razotildees dos isoprenoacuteides pristano e fitano no perfil sedimentar
Oacuteleodegradado
n-C17Pri
0 2 4 6 8 10 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
n-C18Fit
0 2 4 6 8 10 12
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
PriFit
0 1 2 3 4 5
55-60
50-55
45-50
40-45
35-40
30-35
25-30
20-25
15-20
10-15
5-10
0-5
Contaminaccedilatildeo por Oacuteleo
Natildeo-contaminado
Oacuteleodegradado
Fonte Elaborado pela autora
Outra caracteriacutestica que assemelha-se aos sedimentos superficiais eacute a predominacircncia
do C29-hopano (NH) (Tabela 10) que pode ser utilizado para indicar atividades relacionadas
com o traacutefego de veiacuteculos na regiatildeo (KLEEMAN et al 2007 BOONYATUMANOND et al
2006)
Figura 27 - Perfil dos biomarcadores de petroacuteleo (hopanos e esteranos) no testemunho
Concentraccedilatildeo (gg)
0 20 40 60 80 100120140
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Hop
Ester
Biomar
Fonte Elaborado pela autora
69
542 Distinguindo fontes piroliacuteticas de fontes petrogecircnicas
As distribuiccedilotildees de HPAs satildeo as ferramentas mais uacuteteis para a distinccedilatildeo entre fontes
piroliticas e petrogecircnicas de hidrocarbonetos Os HPAs petrogecircnicos exibem um padratildeo de
distribuiccedilatildeo em forma de sino (bell shaped) (WANG et al 1999 YUNKER et al 2015)
Por outro lado os HPAs piroliticos geralmente apresentam a distribuiccedilatildeo dos HPAs
alquilados homoacutelogos com os HPAs natildeo-substituidos mais abundantes (com o perfil de
distribuiccedilatildeo de C0-gtgtC1-gtC2-gtC3-gtC4- chamada de distribuiccedilatildeo inclinada)
Aleacutem disso entre os HPAs prioritaacuterios a predominacircncia dos HPAs de alto peso
molecular (sum HPAs (4-6 aneacuteis = Fltr Pir BaA Cri BbF BkF BaP IcdPDahA and BghiP)
sobre os HPAs de baixo peso (2-3 aneacuteis) nos processos piroliacuteticos eacute evidente em vaacuterios
trabalhos (PRAHL E CARPENTER 1983 WANG et al 1999CAVALCANTE et al 2012
ANDRADE 2012 FERNANDES 2013 FENG et al 2016)
Outras razotildees tambeacutem satildeo utilizadas para a caracterizaccedilatildeo de fontes de HPAs nos
sedimentos como FenantrenoAntraceno FluorantenoPireno
Benzo(a)Antraceno(Benzo(a)Antraceno + Criseno) e Indeno(cd)Pireno(Indeno(cd)Pireno +
Benzo(ghi)Perileno) (YUNKER et al 2002 STOGIANNIDIS E LAANE 2015)
5421 Sedimentos superficiais
Nos sedimentos superficiais foi observado a predominacircncia dos composto DahA e da
seacuterie de naftalenos alquilados Podemos observar na Figura 19 que os niacuteveis gerais de HPAs
satildeo relativamente baixos dentro da faixa de 50-200 ngg-1
(sedimento seco) No entanto as
concentraccedilotildees de DahA e sumNaf-Alquil podem corresponder a 90 (ACR7) e 84 (ACR9)
do sumHPA56 respectivamente O DahA eacute um HPA de alto peso molecular produto da queima
incompleta de mateacuteria orgacircnica e cuja degradaccedilatildeo eacute demorada sendo considerado um
poluente prioritaacuterio para a USEPA Segundo Levengood et al (2015) altas concentraccedilotildees de
DahA em sedimento podem ser associadas agraves estradas e ao traacutefico ferroviaacuterio Wang e
colaboradores (1999) observaram a formaccedilatildeo de DahA apoacutes a combustatildeo de diesel
juntamente com BghiP e IcdP Eacute interessante notar que a fumaccedila e as partiacuteculas de fuligem
podem ser transportadas por longas distacircncias atraveacutes da atmosfera e depositadas longe do local
de origem (CRUTZEN E ANDREAE 1990) Dessa forma fica evidente na regiatildeo o impacto
causado pelas rodovias e pelo traacutefico de veiacuteculos na regiatildeo estudada
Por sua vez o metilnaftaleno foi predominante dentre os HPAs substituiacutedos do
efluente proveniente de tratamento de esgoto na cidade Beijing China (QUIAO et al 2014)
70
Jaacute Wang e colaboradores (1999) encontraram os naftalenos alquilados como os principais
constituintes de diesel antes da combustatildeo Ambos relacionam a presenccedila desse HPA de baixo
peso molecular com contaminaccedilatildeo por derivados do petroacuteleo Na regiatildeo podemos relacionar a
presenccedila desse composto com o esgotamento sanitaacuterio deficiente em toda bacia do Acarauacute e
tambeacutem com o escoamento superficial que carreia hidrocarbonetos provenientes de atividades
relacionadas a frota veicular Nos uacuteltimos anos a frota veicular aumentou fazendo com que
os serviccedilos relacionados a manutenccedilatildeo (como oficinas postos de gasolina) acompanhessem a
demanda
Na Figura 19 os perfis dos HPAs encontrados nos sedimentos superficiais satildeo
mostrados Na maioria das estaccedilotildees os HPAs parentais com alto peso molecular incluindo o
IcdP o DahA e o BghiP predominaram sobre os HPAs de dois e trecircs aneacuteis como bifenil
acenaftileno e acenafteno Isso indica que a principal fonte de HPAs para essa regiatildeo satildeo
processos piroliacuteticos mesmo que em alguns casos o valor absoluto das concentraccedilotildees seja
pequeno (WANG et al 1999)
Nas regiotildees costeiras urbanizadas as emissotildees de motores de automoacuteveis e barcos satildeo
fontes principais de produtos de queima (BENNER et al 1989 MIGUEL et al 1998 YUNKER
et al 2002) liberando uma mistura de HPAs para diversos compartimentos (I) HPAs
inicialmente presentes no combustiacutevel (preacute-combustatildeo) (ii) HPAs formados durante a combustatildeo
(iii) HPAs acumulados nos oacuteleos lubrificantes e (iv) HPAs acumulados no sistema de exaustatildeo
(LIMA et al 2005)
Aleacutem disso a praacutetica de queimada para o preparo da terra e a utilizaccedilatildeo de lenha como
fonte de energia em olarias caieiras e uso domeacutestico constituem importantes fontes piroliticas de
HPAs No sudeste da Aacutesia Oanh e colaboradores (1999) compararam a utilizaccedilatildeo de madeira
carvatildeo mineral e carvatildeo vegetal em sistemas de aquecimento residencial e observaram que o fator
de emissatildeo de material particulado em miligramas por quilograma de combustiacutevel eacute de 51 36 e
70 para queima da madeira carvatildeo vegetal e carvatildeo mineral respectivamente Aleacutem disso o MP
que apresentou maior concentraccedilatildeo de HPAs foi o oriundo da madeira (OANH et al1999)
Os HPAs alquilados variam entre a distribuiccedilatildeo em forma de sino que caracteriza a
fonte petrogecircnica e a distribuiccedilatildeo inclinada que caracteriza a fonte pirogecircnica evidenciando e
confirmando a caracteriacutestica de muacuteltiplas fontes para a bacia do Acarauacute (Figura 19)
Em relaccedilatildeo as razotildees diagnoacutesticas vamos iniciar com a razatildeo do fenantreno sobre o
antraceno (FenAnt) que tem sido amplamente utilizada para diferenciar fontes piroliacuteticas de
petrogecircnicas nos sedimentos (GSCHWEND E HITES 1981 WANG et al 1999 GUO et al
2007) O fenantreno eacute termodinamicamente mais estaacutevel do que o antraceno e a sua
71
prevalecircncia caracteriza a origem petrogecircnica (BUDZINSKY et al 1997) Os processos que
ocorrem em altas temperaturas (800-1000K) produzem valores baixos para a razatildeo FenAnt
normalmente menores do que 5 (BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A maturaccedilatildeo
lenta da mateacuteria orgacircnica no petroacuteleo leva a valores bem maiores da razatildeo FenAnt
(BUDZINSKY et al 1997 NEFF et al 2005) A razatildeo FenAntgt15 eacute relacionada com
fontes petrogecircnicas e FenAntlt15 com fontes predominantemente piroliacuteticas (lt5 de acordo
com Neff et al (2005)) (BUDZINSKY et al 1997 DE LUCA et al 2005)
Figura 28 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees FltrPir e FenAnt para os sedimentos
superficiais
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1200
02
04
06
08
10
12
14
Fontes
Mistas
Petroacuteleo
Petroacuteleo
Combustatildeo
Combustatildeo
ACR1ACR10
Flt
rP
ir
FenAnt
ACR2
ACR3
ACR8
ACR5
ACR9ACR6
ACR4
ACR7
Fonte Elaborada pela autora
Similarmente a razatildeo FenAnt a razatildeo do fluoranteno sobre o pireno (FltrPir) tem
correlaccedilatildeo com a temperatura de formaccedilatildeo dos compostos (BUDZINSKY et al 1997) Nesse
caso o isocircmero mais estaacutevel termodinamicamente eacute o pireno (YAN et al 2005) O pireno eacute
mais favorecido do que o fluoranteno na formaccedilatildeo de combustiacuteveis foacutesseis Como resultado o
iacutendice FltrPirlt1 eacute utilizado para produtos petrogenicos exceto certos carvotildees e oacuteleo bruto A
razatildeo FltrPirgt1 eacute produzida por processos piroliacuteticos a temperaturas elevadas (COSTA et al
2004 SABER et al 2006) No entanto existem fontes piroliacuteticas com a razatildeo FltrPir lt1 que
satildeo representadas por oacuteleos lubrificantes usados emissatildeo de automoacuteveis e caminhotildees a diesel
e combustatildeo de gasolina e diesel (YUNKER et al 2002) Por isso um limite mais confiaacutevel
de FltrPir le 05 para fontes petrogecircnicas foi proposto por Stogiannidis e Laane (2015) Dessa
72
forma valores entre 05 e 1 satildeo representativos de fontes mistas Se FltrPirgt1 fontes
piroliacuteticas como queima de carvatildeo e biomassa satildeo provavelmente predominantes (YUNKER
et al 2002 YAN et al 2005)
Ao analisarmos a Figura 28 observamos que a maioria das estaccedilotildees apresentam-se
com influencia de fontes primaacuterias piroliticas No entanto as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e ACR8
apresentaram resultados conflitantes quanto as duas razotildees escolhidas podendo ser
classificadas tanto resultado de processo piroliticos quanto petrogenicos
Outras razotildees foram utilizadas com o objetivo de identificar as fontes de HPAs para a
bacia do rio Acarauacute com maior clareza A razatildeo de indeno(cd)pireno versuso somatoacuterio do
IcdP e BghiP(IcdP(IcdP+BghiP)) tem sido usada para a distinccedilatildeo entre as diversas fontes
piroliacuteticas de contaminaccedilatildeo nos sedimentos (YUNKER et al 2002) A Figura 29 mostra o
graacutefico dessas razotildees no qual podemos observar a predominacircncia da fonte piroliacutetica em
relaccedilatildeo a petrogecircnica A contaminaccedilatildeo por queima de biomassa foi designada para as estaccedilotildees
ACR4 ACR5 ACR6 e ACR7 Isso pode ser devido a preparaccedilatildeo da agricultura para terra
pela praacutetica de queimar as camadas superficiais do solo a fim de aumentar a quantidade de
nutrientes A queima de gasolina e diesel foi designada para as estaccedilotildees ACR2 ACR3 e
ACR8 que provavelmente provecircm das emissotildees veiculares das estradas proacuteximas a esses
locais que satildeo a principal via de acesso na regiatildeo Por sua vez as estaccedilotildees ACR1 ACR9 e
ACR10 apresentaram uma multiplicidade de fontes
Figura 29 - Graacutefico de dispersatildeo das razotildees IP(IP+BghiP) e BaA(BaA+Cri) para os
sedimentos superficiais
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
ACR1
ACR10
ACR7
ACR6
ACR9
IP(
IP+
Bg
hiP
)
BaA(BaA+Cri)
ACR8
ACR5
ACR4ACR3
ACR2
Queima
de diesel
gasolina
Petroacuteleo
Queima
de
biomassa
Fontes
MistasCombustatildeoPetroacuteleo
Fonte Elaborado pela autora
73
As quatro razotildees diagnoacutesticas utilizadas nem sempre retornaram as mesmas fontes
Isso pode ser explicado pela vaacuterias maneiras que os HPAs satildeo introduzidos no meio ambiente
de maneira tal que a assinatura caracteriacutestica de uma fonte pode ser obscurecida por outra
fonte (s) (WANG et al 1999 LIMAFARRINGTON e REDDY 2005)
5422 Testemunho
Podemos observar na Figura 30 que a tendecircncia geral no testemunho eacute a
predominacircncia de fontes piroliacuteticas como as principais responsaacuteveis pela entrada de HPAs no
estuaacuterio do rio Acarauacute
Essa tendecircncia eacute bem evidente na razatildeo de sum HPAs (4-6 aneacuteis)sum HPAs16 na qual os
HPAs de 4 a 6 aneacuteis podem corresponder a aproximadamente 100 dos HPAs prioritaacuterios
pela USEPA principalmente na base do testemunho As razotildees FenAnt FltrPir
BaA(BaA+Cri) e IP (IP+BghiP) tambeacutem retornam na sua maioria valores que caracterizam
como fonte primaacuteria para o estuaacuterio do rio Acarauacute processos de combustatildeo
De acordo com a interpretaccedilatildeo dos valores da razatildeo FenAnt todos os registros no
testemunho sedimentar satildeo de fontes de HPAs por processo de combustatildeo uma vez que essa
razatildeo permanece FenAntlt15 da seccedilatildeo mais pronfunda a superficial
A razatildeo FltrPir indica a multiplicidade de fontes de HPAs de acordo com a
profundidade Essas fontes satildeo associadas com fontes mistas de 60 a 45 cm e de 25 a 10 cm
Os processos piroliticos satildeo as principais fontes de 35 a 45 cm 30 a 25 cm e no sedimento
superficial
Finalmente outras fontes de HPAs foram identificadas como derivadas de combustatildeo
de biomassa e carvatildeo (IPIP + BghiP) A combustatildeo de biomassa pode ser relacionada com as
queimadas para a preparaccedilatildeo da terra que ocorrem ao longo das margens dos rios onde
acontece o cultivo enquanto que a combustatildeo de carvatildeo relaciona-se com a utilizaccedilatildeo do
mesmo nas atividades do terceiro setor como churrascarias padarias e outros
estabelecimentos que utilizam essa fonte de energia
74
Figura 30 - Razotildees diagnoacutesticas utilizadas para identificar as fontes dos HPAs para o
estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborado pela autora
55 Dependecircncia dos hidrocarbonetos de petroacuteleo nos paracircmetros fiacutesico-quiacutemicos do
sedimento
A relaccedilatildeo dos hidrocarbonetos do petroacuteleo com os sedimentos ainda natildeo estaacute
plenamente estabelecida apesar dos numerosos estudos existentes principalmente sobre os
HPAs (MAYER 1994 KUKKONEN E LANDRUM 1996 AHRENS E DEPREE 2004
TREMBLAY et al 2005 OPEL et al 2011) Devido a sua hidrofobicidade e estrutura
quimica estaacutevel os HPAs satildeo insoluacuteveis em aacutegua e sorvidos rapidamente pelas partiacuteculas (
KARICKHOFF et al 1979) Segundo Opel e colaboradores (2011) baseado nas observaccedilotildees
dos sedimentos de quatro rios no norte alematildeo a concentraccedilatildeo de HPAs varia entre as
diferentes classes de granulometria devido a distribuiccedilatildeo do teor de carbono orgacircnico entre os
diferentes tamanhos do gratildeo com uma leve tendecircncia a concentrar-se nas fraccedilotildees mais
grosseiras do que os OCPs e PCBs No porto de Boston e no rio Yangtze as maiores
concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas nas fraccedilotildees mais grosseiras que continham alto
teor de carbono orgacircnico (FENG E NIU 2007 WANG et al 2001) enquanto que no lago
Michigan as maiores concentraccedilotildees de HPAs foram encontradas na fraccedilatildeo mais fina do
sedimento (lt63μm) (KUKKONEN E LANDRUM 1996) Dessa forma esses estudos
apontam para uma relaccedilatildeo de dependecircncia entre os HPAs e o teor de carbono orgacircnico entre
Que
ima
de d
iese
l
gaso
lina
FltrPir
0 1 2 3 4 5
HPAs (4-6 aneis) HPAs16
00 02 04 06 08 10 12
Pro
fundid
ade
(cm
)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
40-45
45-50
50-55
55-60
FenAnt
0 3 6 9 12 15 18
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
Piroliacutetico
BaA(BaA+Cri)
00 02 04 06 08 10 12
IP(IP+BghiP)
00 02 04 06 08 10
Petro
leo
Piroliacutetico
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Que
ima
de
biom
assa
Fonte
s
Mista
s
Petro
gecircnico
Piroliacutetico
75
as diferentes fraccedilotildees granulomeacutetricas assim as maiores concentraccedilotildees de HPAs natildeo seratildeo
necessariamente encontradas nas fraccedilotildees mais finas (AHRENS E DEPREE 2004 OPEL et
al 2011) Uma vez que as fraccedilotildees mais finas do sedimento satildeo constituidas principalmente
por silte e argila a mateacuteria orgacircnica associada com essa fraccedilatildeo eacute relacionada com as
substacircncias huacutemicas adsorvidas sobre as superfiacutecies dos minerais (MAYER 1994) Jaacute uma
maior concentraccedilatildeo dos HPAs nas fraccedilotildees mais grosseiras (gt250 μm) do sedimento foi
explicada por Wang e colaboradores (2001) como resultado de uma sorccedilatildeo mais efetiva dos
HPAs ao material particulado de carvatildeo detritos vegetais e pelotas fecais nos sedimentos do
que a mateacuteria orgacircnica associada aos argilo-minerais
Os coeficientes de correlaccedilatildeo entre a fraccedilatildeo orgacircnica a fraccedilatildeo inorgacircnica e as
concentraccedilotildees dos principais marcadores moleculares orgacircnicos estudados no estuaacuterio do rio
Acarauacute estatildeo na Tabela 15
Tabela 15- Coeficientes linear de Pearson (plt005) para as seccedilotildees do testemunho
Coeficiente linear de Pearson
(plt005) n=12
Fraccedilatildeo orgacircnica
Fraccedilatildeo inorgacircnica
AH () AF() CO() CaCO3() Areia Argila Silte
Fen
Ant
052
Fltr
Pir
BaA
Cri
BbF
058
BkF
BaP 059
081 060
-085
089
DahA
074
-071
075
IcdP
BghiP 068 063
Per
BeP 072 065 085
-091
093
sum C1-C4 NAF
sum C1-C3 FL
057
-059
064
sum C1-C4 FEN 071 072 072
-080
079
sum C1-C4 PIR 078 064 074
079
sum C1-C3 CRI 067
072
-079
081
sum C1-C4 DBT 074
061
sum Biomarcadores
sumAlcanos
sumHop
sumSter 062
Fonte Elaborada pela autora
No testemunho o conteuacutedo de silte e argila teve correlaccedilatildeo alta com o teor de carbono
orgacircnico e teor de aacutecido huacutemicos com coeficientes de Pearson r = 100 e r = 07
respectivamente Aleacutem disso os HPAs de alto peso molecular e a maioria dos HPAs
alquilados mostraram correlaccedilatildeo positiva com a fraccedilatildeo inorgacircnica dos finos (silte+argila) e
com o teor de carbono orgacircnico dos sedimentos do estuaacuterio do rio Acarauacute enquanto que os
alcanos e os biomarcadores natildeo apresentaram correlaccedilotildees significativas com essa fraccedilatildeo
76
granulomeacutetrica e com o teor de CO (Tabela 15) Isso indica que o tamanho do gratildeo e o
conteuacutedo de carbono orgacircnico foram determinantes somente na deposiccedilatildeo dos HPAs e que
como havia sido observado anteriormente (MAYER 1994) os HPAs estatildeo provavelmente
relacionados com a mateacuteria orgacircnica adsorvida nos argilo-minerais
Essa baixa correlaccedilatildeo dos alcanos e biomarcadores com o teor de carbono orgacircnico
pode ser resultado da presenccedila de outro constituinte da mateacuteria orgacircnica presente nas aacuteguas do
rio Acarauacute
Essa relaccedilatildeo tambeacutem foi confirmada por uma relaccedilatildeo similar entre as concentraccedilotildees
normalizadas dos compostos analisados e o conteuacutedo de CO e finos ao longo do perfil
sedimentar no estuaacuterio (Figura 31) Esses resultados satildeo consistentes com outros estudos de
sorccedilatildeo de HPAs na mateacuteria orgacircnica e substacircncias huacutemicas que demonstram que esses fatores
satildeo muito importantes nesse processo devido a ligaccedilotildees hidrofoacutebicas e reaccedilotildees na superfiacutecie
mineral (BOWMAN ZHOU E READMAN 2002)
Figura 31 - Perfil vertical das concentraccedilotildees normalizadas de CO alcanos HPAs
biomarcadores e fraccedilatildeo granulomeacutetrica dos finos do testemunho do estuaacuterio do rio Acarauacute
Fonte Elaborada pela autora baseado em Staniszewska et al (2011) As concentraccedilotildees normalizadas foram
calculadas como Y=(X-Xmin)(Xmax-Xmin) onde Y= concentraccedilatildeo normalizada de CO alcanos HPAs
biomarcadores ou finos X= concentraccedilatildeo detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmin=
concentraccedilatildeo miacutenima detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos Xmax= concentraccedilatildeo maacutexima
detectada de CO alcanos HPAs biomarcadores ou finos
CO
00 04 08 12
Pro
fun
did
ad
e (
cm
)
0-5 cm
5-10 cm
10-15 cm
15-20 cm
20-25 cm
25-30 cm
30-35 cm
35-40 cm
40-45 cm
45-50 cm
50-55 cm
55-60 cm
HPAs
00 04 08 12
Alcanos
00 04 08 12
Biomarcadores
00 04 08 12
Finos
00 04 08 12
77
551 Avaliaccedilatildeo ambiental e estimativa de risco ecoloacutegico de HPAs nos sedimentos
superficiais
Abaixo na Tabela 16 podemos observar os valores que correspondem agrave Diretriz de
Qualidade de Sedimento (DQS) utilizada pela agecircncia ambiental do Canadaacute (Environment
Canada) Somente os sedimentos superficiais ao longo do rio Acarauacute foram comparados com
essas diretrizes uma vez que as mesmas natildeo valem para sedimentos de testemunho avaliando
assim possiacuteveis riscos ecoloacutegicos dos HPAs na aacuterea de estudo
Tabela 16 - Valores para PEL (niacutevel provaacutevel de efeito) e TEL (niacutevel limite de efeito)para
HPAs (μgkg-1
peso seco) segundo o CCME (1999)
Sedimento marinho e estuarino Sedimento de aacutegua doce
TELsup3 PEL
4 TELsup3 PEL4
Naf 346 391 346sup1 391sup2
2-MNaf 202 201 202sup1 201sup2
Aci 587 128 587sup1 128sup2
Ace 671 889 671sup1 889sup2
Fl 212 144 212sup1 144sup2
Fen 867 544 419 515
Ant 469 245 469sup1 245sup2
Fltr 113 1494 111 2355
Pir 153 1398 53 875
BaA 748 693 317 385
Cri 108 846 571 862
BaP 888 763 319 782
DahA 622 135 622sup1 135sup2
Fonte CCME 1999sup1sup2 Valores provisoacuterios adotados dos niacuteveis para sedimento marinho uma vez que natildeo
existem dados suficientes para estabelecer esses niacuteveis para aacutegua doce sup3TEL (threshold effect level) niacutevel limite
de efeito 4PEL (probable effect level) niacutevel provaacutevel de efeito
Esses valores satildeo uacuteteis na abordagem de questotildees referentes a qualidade do sedimento
bem como no fornecimento de diretrizes qualitativas no que precisa ser feito para proteger os
organismos aquaacuteticos efetivamente (KUCUKSEZGIN et al 2012) Foram considerados dois
valores do TEL e PEL os valores referentes ao sedimento de aacutegua doce e os valores
referentes ao sedimento marinho e estuarino Das estaccedilotildees ACR1 a ACR8 os valores foram
comparados com sedimento de aacutegua doce jaacute as estaccedilotildees ACR9 e ACR10 foram comparados
com os limites para aacutegua salobro-salino jaacute que somente essas duas estaccedilotildees encontram-se no
estuaacuterio do rio Acarauacute A maioria das estaccedilotildees ficou abaixo do niacutevel TEL estabelecido com
baixa probabilidade de efeitos adversos a biota No entanto algumas estaccedilotildees apresentam
valores acima dos niacuteveis especificados A estaccedilatildeo ACR4 ficou acima do TEL para o naftaleno
e 2-metilnaftalenoe ACR6 ultrapassou o TEL soacute para o naftaleno Jaacute as estaccedilotildees ACR2
ACR5 e ACR7 ultrapassaram o PEL para o DahA com um provaacutevel efeito adverso agrave biota
78
Por sua vez a estaccedilatildeo ACR8 ultrapassou o TEL para o fluoreno e DahA e o PEL para o
naftaleno e o 2-metilnaftaleno sendo uma estaccedilatildeo com muacuteltiplas fontes de efeitos adversos a
biota
6 CONCLUSAtildeO
As fontes e a distribuiccedilatildeo dos hidrocarbonetos no rio Acarauacute a terceira maior bacia
hidrograacutefica do Estado foram descritas atraveacutes da anaacutelise dos sedimentos superficiais e do
perfil sedimentar
Nos sedimentos superficiais os padrotildees de composiccedilatildeo dos hopanos e esteranos e das
razotildees Prin-C17 Fitn-C18 e PriFit indicam contaminaccedilatildeo por petroacuteleo recente
principalmente por entrada de efluentes domeacutesticos e do escoamento superficial A
predominacircncia do Naf e dos seus alquilados em algumas estaccedilotildees confirma essa possiacutevel
contaminaccedilatildeo petrogecircnica No entanto a maioria das razotildees de HPAs indicaram que os HPAs
nos sedimentos satildeo principalmente de origem pirolitica com predominacircncia dos HPAs de alto
peso molecular que na regiatildeo foram relacionados com as queimadas para a preparaccedilatildeo da
terra uso de lenha (biomassa vegetal) e emissotildees veiculares Aleacutem disso os sedimentos
superficiais do rio Acarauacute foram considerados levemente a altamente poluiacutedos (14143 -
207720 ngg-1
) com relaccedilatildeo aos HPAs
No que diz respeito a avaliaccedilatildeo do risco potencial para o ecossistema a maioria das
estaccedilotildees ficou abaixo do menor niacutevel (TEL) estabelecido pela agecircncia ambiental canadense
com baixa probabilidade de efeitos adversos a biota Somente na estaccedilatildeo ACR8 os
compostos fluoreno e dibenzo(ah)antraceno apresentaram possiacuteveis efeitos adversos na biota
No testemunho a contribuiccedilatildeo da produccedilatildeo fitoplanctocircnica para a mateacuteria orgacircnica
diminui e aumenta a entrada de derivados do petroacuteleo das seccedilotildees mais profundas para a
superfiacutecie como pode ser visto pelo IPC e pelas razotildees dos isoprenoacuteides Em relaccedilatildeo aos
biomarcadores o sumEster manteve-se constante com baixos niacuteveis enquanto que o sumHop foi
responsaacutevel pela variaccedilatildeo dos biomarcadores ao longo do tempo marcando a presenccedila dos
derivados do petroacuteleo no registro sedimentar No que diz respeito aos HPAs predomina os
HPAs de alto peso molecular similarmente aos sedimentos superficiais indicando a
predominacircncia dos processos de combustatildeo na bacia do rio Acarauacute Aleacutem disso um pico de
concentraccedilatildeo do sumHPAs na profundidade 35-40 cm caracteriza uma mudanccedila na fonte de
energia utilizada e demonstra a interdependecircncia dos HPAs com a fraccedilatildeo granulomeacutetrica fina
do sedimento e com o teor de carbono orgacircnico
79
Esse trabalho forneceu informaccedilotildees ineacuteditas sobre a ocorrecircncia distribuiccedilatildeo e origem
dos hidrocarbonetos no sedimento do rio Acarauacute mostrando que alguns locais jaacute apresentam
contaminaccedilatildeo elevada Isso eacute um alerta devido a importacircncia estrateacutegica do rio Acarauacute para o
desenvolvimento da regiatildeo noroeste do estado
80
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APEcircNDICE A -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS HPAS
HPAs mz
Tempo
de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
HPAs mz Tempo de
Retenccedilatildeo (min)
Coeficiente
de
correlaccedilatildeo
(R2)
Faixa de
Trabalho
2 a
neacutei
s
Naftaleno 128 16152 09954 0-5000 ppb C1-naftaleno 142 23680
2-metilnaftaleno 142 21243 09987 0-5000 ppb C2-naftaleno 156 23473
1-metilnaftaleno 142 21839 09994 0-5000 ppb C3-naftaleno 170 26564
16-dimetilnaftaleno 156 26057 09989 0-5000 ppb C4-naftaleno 184 35457
12-dimetilnaftaleno 156 27016 09997 0-5000 ppb C1-fluoreno 180 33626
235-trimetilnaftaleno 170 30304 09987 0-5000 ppb C2-fluoreno 194 34212
Bifenil 154 24121 09995 0-5000 ppb C3-fluoreno 208 41991
3 a
neacutei
s
Acenaftileno 152 26876 09998 0-5000 ppb C1-dibenzotiofeno 198 35751
Acenafteno 154 27976 09996 0-5000 ppb C2-dibenzotiofeno 212 41948
Dibenzofurano 168 28957 09983 0-5000 ppb C3-dibenzotiofeno 226 42681
Fluoreno 166 30994 09999 0-5000 ppb C4-dibenzotiofeno 240 49243
1-metilfluoreno 180 34117 09994 0-5000 ppb C1-fenantreno 192 39406
Dibenzotiofeno 184 35457 09999 0-5000 ppb C2-fenantreno 206 39384
46-dimetildibenzotiofeno 212 39988 09999 0-5000 ppb C3-fenantreno 220 45105
Fenantreno 178 36010 09998 0-5000 ppb C4-fenantreno 234 49263
Antraceno 178 36959 09995 0-5000 ppb C1-pireno 216 44668
Carbazole 167 37584 09991 0-5000 ppb C2-pireno 230 51176
9-etil-10-metilfenantreno 220 43867 09995 0-5000 ppb C3-pireno 244 46679
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 202 42444 09996 0-5000 ppb C4-pireno 258 53991
Pireno 202 43716 09995 0-5000 ppb C1-criseno 242 49554
1-metilpireno 216 46494 09998 0-5000 ppb C2-criseno 256 56220
Benz(a)antraceno 228 49651 09959 0-5000 ppb C3-criseno 270 51662
Trifenileno 228 49651 09979 0-5000 ppb
Criseno 228 49943 09973 0-5000 ppb Fluoranteno-d10 (PI) 212 41948
6-metilcriseno 242 52031 09940 0-5000 ppb
6-etilcriseno 256 52779 09998 0-5000 ppb
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 252 54578 09997 0-5000 ppb
Benzo(k)fluoranteno 252 55150 09998 0-5000 ppb
Benzo(e)pireno 252 55994 09999 0-5000 ppb
Benzo(a)pireno 252 56446 09988 0-5000 ppb
Perileno 252 56688 09990 0-5000 ppb
Dibenzo(ah)antraceno 278 62164 09783 0-5000 ppb
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 276 62444 09843 0-5000 ppb
Benzo(ghi)perileno 276 64164 09998 0-5000 ppb Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno Os compostos
simbolizados representam os 16HPAs prioritaacuterios pela USEPA
91
APEcircNDICE B -PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA OS
BIOMARCADORES
BIOMARCADORES mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de Calibraccedilatildeo
ααα - colestano 217 54804 09865 0-1324 ppm
αββ - colestano 218 53765 09941 0-1324 ppm
17α (H)21β (H)-30-norhopano 191 57994 09420 0-1324 ppm
ααα - 20R 24R - etilcolestano 217 57317 09783 0-1324 ppm
17α (H)-222930 - trisnorhopano 191 56059 09668 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - hopano 191 59429 09716 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22R - homohopano 191 61548 09429 0-1324 ppm
17α (H)21β (H) - 22S - homohopano 191 61282 09351 0-1324 ppm
αββ - 20R 24S - metilcolestano 218 56655 09885 0-1324 ppm
αββ - 20R 24R - etilcolestano 218 56333 09871 0-1324 ppm
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
92
APEcircNDICE C - PARAcircMETROS ANALIacuteTICOS DOS MEacuteTODOS CROMATOGRAacuteFICOS PARA
OS N-ALCANOS
ALCANOS mz
Tempo de
Retenccedilatildeo
(min)
Linearidade
Coeficiente de
correlaccedilatildeo (R2)
Intervalo de
Calibraccedilatildeo
nC10 57 8139 09971 0-5000 ppb
nC11 57 10534 09970 0-5000 ppb
nC12 57 14708 09983 0-5000 ppb
nC13 57 19428 09987 0-5000 ppb
nC14 57 23265 09990 0-5000 ppb
nC15 57 26574 09993 0-5000 ppb
nC16 57 29463 09999 0-5000 ppb
nC17 57 31965 09998 0-5000 ppb
pristano 57 32062 09998 0-5000 ppb
nC18 57 34393 09990 0-5000 ppb
fitano 57 34393 09950 0-5000 ppb
nC19 57 36624 09986 0-5000 ppb
nC20 57 38662 09982 0-5000 ppb
nC21 57 40621 09979 0-5000 ppb
nC22 57 42530 09970 0-5000 ppb
nC23 57 44202 09971 0-5000 ppb
nC24 57 45970 09964 0-5000 ppb
nC25 57 47650 09961 0-5000 ppb
nC26 57 49185 09948 0-5000 ppb
nC27 57 50720 09944 0-5000 ppb
nC28 57 52206 09940 0-5000 ppb
nC29 57 53660 09915 0-5000 ppb
nC30 57 54939 09928 0-5000 ppb
nC31 57 56333 09912 0-5000 ppb
nC32 57 57962 09873 0-5000 ppb
nC33 57 59655 09875 0-5000 ppb
nC34 57 61632 09921 0-5000 ppb
nC35 57 63899 09928 0-5000 ppb
nC36 57 66808 09938 0-5000 ppb
nC37 57 70166 09935 0-5000 ppb
nC38 57 74181 09916 0-5000 ppb
nC20-d42 (PI) 66 37077 - -
Fonte Elaborada pela autora sup1mz = razatildeo cargamassa do iacuteon monitorado principal sup2PI=padratildeo interno
93
APEcircNDICE D - CONCENTRACcedilAO DOS HPAs INDIVIDUAIS NO PERFIL
SEDIMENTAR DO ESTUAacuteRIO DO RIO ACARAUacute
0-5 cm 5-10
cm
10-15
cm
15-20
cm
20-25
cm
25-30
cm
30-35
cm
35-40
cm
40-45
cm
45-50
cm
50-55
cm
55-60
cm
HPAs parentais
2 a
neacutei
s
Naftaleno ltLD 767 ltLD 401 652 ltLD ltLD ltLD 3668 1569 3268 ltLD
2-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD 1393 ltLD ltLD ltLD 897 270 1300 ltLD
1-metilnaftaleno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD 845 060 ltLD ltLD
16-dimetilnaftaleno 1401 ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
12-dimetilnaftaleno 1845 5311 914 2566 1186 7608 2826 5071 3508 2067 2541 4269
235-trimetilnaftaleno 628 9717 ltLD ltLD 031 ltLD ltLD ltLD 874 ltLD ltLD ltLD
Bifenil 581 234 ltLD 243 1438 810 ltLD 885 936 ltLD ltLD ltLD
3 a
neacutei
s
Acenaftileno ltLD ltLD ltLD ltLD 328 385 ltLD ltLD 306 ltLD ltLD ltLD
Acenafteno ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD ltLD
Fluoreno ltLD 1483 ltLD ltLD 7125 9171 769 ltLD ltLD 261 015 ltLD
1-metilfluoreno 2409 252 085 053 648 407 151 057 060 084 068 068
Fenantreno 2729 846 1508 771 1016 1361 1394 1834 996 755 185 1259
Antraceno 686 554 720 412 371 199 288 827 488 283 1119 642
Carbazole 2131 357 1992 1001 820 1147 930 1329 1428 1556 911 639
9-etil-10-metilfenantreno 412 095 263 030 352 430 285 746 131 081 244 062
4 a
neacutei
s
Fluoranteno 4888 546 1378 492 206 1207 156 1667 879 168 196 1658
Pireno 3900 607 1416 412 339 710 1062 735 225 292 309 1489
1-metilpireno 1942 182 402 207 422 386 1143 365 248 409 360 223
Benz(a)antraceno 2784 708 606 1200 835 1848 1612 2187 2348 353 664 2484
Trifenileno 4090 146 257 094 227 276 149 1743 3226 145 810 2518
Criseno 1462 094 3983 220 113 110 054 802 1442 122 1263 129
6-metilcriseno 3593 299 833 312 489 328 505 330 335 847 2008 247
6-etilcriseno 715 313 748 185 468 291 693 296 1829 792 1476 1031
5 a
neacutei
s
Benz(b)fluoranteno 15493 2360 4053 2669 1320 3849 2236 10391 6497 5564 1980 8160
Benzo(k)fluoranteno 8240 1239 4624 4344 1871 856 994 5483 1780 1335 2638 1191
Benzo(e)pireno 11034 1378 5693 826 1232 6811 10620 22548 39510 30411 37397 25197
Benzo(a)pireno 18157 1225 8715 870 3171 4915 11826 28991 30554 18433 17648 14549
Perileno 34008 2025 31746 361 2189 958 22903 1426 74001 751 2699 1116
Dibenzo(ah)antraceno ltLD ltLD 17867 ltLD ltLD ltLD ltLD 618160 170855 183085 309876 113543
6
an
eacuteis Indeno(123-cd)pireno 5558 1545 2253 1396 2339 1707 1526 12061 3864 2543 3536 2021
Benzo(ghi)perileno 2967 1221 3118 1102 2157 2475 1649 2282 10371 2423 6520 9911
HPAs alquilados sum C1-C4 naftalenos 35991 57276 35627 22235 40623 260598 52905 30061 80734 10025 32274 24297
sum C1-C3 fluorenos 7647 4478 6221 3742 9601 6519 8172 9082 15616 7814 10281 8868
sum C1-C4 fenantrenos 7878 211 4731 1231 000 4554 8782 4529 16808 17808 20501 16206
sum C1-C4 pirenos 6832 129 5338 794 000 3252 8390 8454 10944 11239 17571 17892
sum C1-C3 crisenos 15410 3251 15133 4435 5692 7330 9675 27838 28433 34633 48985 42654
HPAs sulfurados Dibenzofurano 581 ltLD ltLD ltLD 1764 200 1261 ltLD ltLD 319 ltLD 016
Dibenzotiofeno 153 1006 232 1586 939 1417 1142 3404 2777 1351 937 1338
46-
dimetildibenzotiofeno 062 2052 260 1812 3041 077 2797 078 105 014 294 1305
sum C1-C4
dibenzotiofenos 303 412 3789 1316 000 2574 4222 10286 8247 2907 3198 13788
Paracircmetros sum HPAs16 66864 13197 50241 14290 21842 28793 23566 685419 234272 217187 349214 157036
sum HPAs 54 20651
2 102321 164505 57319 94398 334767 161117 813946 525764 340768 533068 318770
sum HPAs alquilados 74061 65757 70839 33753 55917 284828 92146 90249 160783 84426 132810 123705
sum HPAs (2-3 aneacuteis) 3415 3651 2229 1584 9492 11116 2451 2660 5458 2867 4587 1901
sum HPAs (4-6 aneacuteis) 63449 9546 48012 12705 12351 17677 21115 682758 228814 214320 344627 155136
94
APENDICE E - GRANULOMETRIA DA FRACcedilAtildeO DOS FINOS (SILTE E
ARGILA) DO TESTEMUNHO
Seccedilotildees Argila SF+SMF SM SG gt63 μm
0-5 cm 180 240 140 3723 5717
5-10 cm 436 541 177 2404 6442
10-15 cm 455 505 145 1881 7014
15-20 cm 275 320 140 977 8288
20-25 cm 105 215 045 552 9083
25-30 cm 785 815 220 2545 5635
30-35 cm 850 1170 315 3228 4437
35-40 cm 655 685 225 6928 1507
40-45 cm 695 670 160 7171 1304
45-50 cm 1855 1740 565 4767 1073
50-55 cm 627 642 874 6085 1772
55-60 cm 390 465 060 5228 3857
Fonte Elaborado pela autora SF=silte fino SMF=silte muito fino SM=silte meacutedio
SG=silte grosso