Monitorização das Águas e Sedimentos2003

Maria do Pilar Pestana da Silva,

Ana Saramago dos Santos

Ministério da Defesa NacionalMarinha

Instituto HidrográficoRua das Trinas, 49

1249-093 LISBOA

Monitorização das Águas e Sedimentos2003

A Monitorização da Qualidade das Águas e dos Sedimentos envolve três aspectos; a medição de temperaturas e velocidades de corrente relativo ao Circuito de Água de Refrigeração (CAR), as Águas Subterrâneas e as Águas e Sedimentos do Estuário e Vala de Drenagem. O objectivo desta monitorização é acompanhar a evolução do estado da qualidade ambiental do meio envolvente à central de tratamento de resíduos sólidos urbanos.

Neste trabalho apresenta-se uma compilação dos resultados dos cinco anos de monitorização.

As variações dos parâmetros na componente hidrológica são sazonais e dependentes da maré, não se verificando nenhuma tendência ou incremento durante este período. Relativamente à componente sedimentar os teores dos metais e compostos orgânicos são baixos, sendo na estação La2 e Lb os locais em que estes valores são mais significativos, devido ao tipo de material presente.

Da análise dos dados verifica-se que os teores dos diferentes parâmetros não apresentam nenhum incremento ao longo dos anos, mas sim uma tendência para estabilizarem ou mesmo apresentarem um pequeno decréscimo.

Resumo

A laboração de centrais de incineração de Resíduos Sólidos Urbanos dá origem a um conjunto de efluentes em que as emissões atmosféricas são as mais significativas, devido aos produtos de combustão, à evaporação de voláteis e à formação de novos compostos. A composição das emissões gasosas, depende das características dos resíduos a incinerar, do processo de incineração e do tratamento efectuado aos gases. Os poluentes libertados, dos quais os mais relevantes são os metais pesados, dioxinas e furanos, mesmo em concentrações vestigiária, podem constituir um risco para a saúde humana e para os ecossistemas quando sujeitos a exposição continuada.

A Valorsul teve desde o início a preocupação de colocar em prática programas de monitorização em diferentes vertentes, avaliando de forma inequívoca os efeitos ambientais da central de tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos (Central) em funcionamento. Dado que a central está implantada numa zona predominantemente industrial e em que se tem verificado uma crescente ocupação urbana, o programa de monitorização abrange estudos que vão desde a qualidade ambiental, à saúde pública e atitude psicossocial.

A Monitorização da Qualidade das Águas e dos Sedimentos tem vindo a ser executada desde o seu início com vista a avaliar o estado da qualidade ambiental do meio envolvente.

Introdução

A Monitorização da Qualidade das Águas e dos Sedimentos engloba três aspectos; a medição de temperaturas e velocidades de corrente relativo ao Circuito de Água de Refrigeração (CAR), as Águas Subterrâneas e as Águas e Sedimentos do Estuário e Vala de Drenagem.

A medição de temperaturas e velocidades de corrente é efectuada com vista à verificação do cumprimento das condições de descarga do Circuito de Água de Refrigeração. As medições de temperatura e corrente são efectuadas durante um período de 25 horas consecutivas, em três locais, no eixo da Cala Norte, em frente à Central. Estas medições são efectuadas em períodos de marés mortas, no Inverno e no Verão. Em cada campanha de medição de temperaturas e velocidades de corrente são recolhidas amostras de água, nos três pontos de medição, para determinação do teor de compostos halogenados (AOX).

Nos terrenos circundantes à Central estão instalados seis piezómetros, dois dos quais com uma perfuração de 25 metros e os restantes com 15 metros. Na zona paralela à margem do rio, entre a Central e este, estão instalados quatro piezómetros, sendo dois de 25 metros e dois de 15 metros. Na parte posterior à central e segundo uma linha também paralela à margem do rio estão instalados mais dois piezómetros de 15 metros. Mensalmente são efectuadas campanhas de recolha de água nos seis piezómetros para determinação de um conjunto de parâmetros físico-químicos (pH, condutividade, nutrientes e metais pesados entre outros).

No troço do estuário do rio Tejo adjacente ao local de implantação da Central, que se desenvolve entre a zona a norte do rio Trancão e o limite norte do mouchão da Póvoa são recolhidas, mensalmente, em quatro estações amostras de água, bem como na vala de drenagem contígua á Central como se indica na fig. 1.

A amostragem das águas é efectuada em duas situações de maré; preia-mar e baixa-mar e a dois níveis, à superfície e junto ao fundo. Na vala de drenagem, devido à reduzida altura da coluna de água, a amostragem é efectuada apenas a um nível. Trimestralmente são também recolhidas amostras superficiais de sedimento.

Todas as amostras recolhidas são imediatamente preservadas e acondicionadas de acordo com os requisitos necessários para a determinação dos diversos parâmetros a analisar. O

conjunto dos parâmetros analisados tanto nas águas como nos sedimentos é bastante vasto e engloba os parâmetros clássicos, nutrientes, metais pesados e compostos orgânicos, para além de um conjunto de outros parâmetros que caracterizam as massas de água e as características do sedimento.

Figura 1 – Localização das estações de amostragem de água e sedimentos

Metodologia

Correntes e temperaturas.

Os pontos de medição; La5 (em frente à captação para o CAR), La6 (200m a montante de La5) e La7 (150 m a jusante de La5) apresentam os valores de temperatura sensivelmente da mesma ordem de grandeza. A variação, entre os diferentes pontos, num dado momento do período de amostragem de 25 horas não é significativa, tanto em situação característica de Inverno como na de Verão. A velocidade de corrente atinge sempre os valores mais baixos nas situações de estofo da maré (baixa-mar e preia-mar) e o seu máximo a meio período quer da vazante ou da enchente, apenas mudando a sua direcção. As campanhas são realizadas em marés mortas, de pequena amplitude portanto na situação de menor capacidade de regeneração do meio receptor. As pequenas diferenças de temperatura entre estações indicam que o meio receptor não é afectado pela descarga proveniente do circuito de refrigeração.

A medição do teor de AOX no decurso das campanhas de medição de temperaturas e correntes apenas teve início no Inverno de 2000/ 2001. Os valores de AOX observados para as diversas campanhas efectuadas, são geralmente baixos. Nos períodos de Inverno os valores são da ordem do limite de quantificação do método, tomando valores quantificáveis, em todas as estações de amostragem apenas nas campanhas de Verão.

Águas Subterrâneas

A componente das águas subterrâneas apenas teve início em Janeiro de 2003. O conjunto de dados disponível é relativamente pequeno e a sua avaliação não é ainda conclusiva.

Águas e Sedimentos do Estuário e Vala de Drenagem.

Ao longo do período de amostragem, grande parte dos parâmetros, como sejam a temperatura, pH e oxigénio dissolvido apresentam valores perfeitamente normais para águas estuarinas. As variações têm um caracter sazonal e reflectem também a distribuição geográfica das estações nesta zona de transição que é o estuário. Nas estações La4 e La3, sujeitas a uma maior influência da massa de água oceânica, observam-se amplitudes térmicas menores do que na estação La1, influenciada pelo escoamento fluvial.

Os valores de pH apresentam uma variação perfeitamente sazonal ao longo dos anos observados. Na estação da vala de drenagem ocorrem os valores mais extremos devido ao facto de, na situação de baixa-mar o curso de água apenas apresentar uns escassos centímetros de altura, e estar sujeito às descargas das diversas indústrias vizinhas. Em situações pontuais, mais desfavoráveis de maré, a vala de drenagem apresenta ausência total de oxigénio.

Os valores de salinidade variam também de acordo com a localização geográfica das estações no estuário. Os valores mais elevados ocorrem nas estações mais a jusante (La4 e La3) e os mais baixos nas estações mais influenciadas pela descarga do rio. Na coluna de água, em cada estação, os valores do fundo são sempre da mesma ordem de grandeza ou superiores aos da superfície, devido ao facto de a massa de água de origem oceânica, com maior densidade que a água doce, progredir no estuário junto ao fundo e em sentido oposto ao escoamento do rio.

Ao longo do período amostrado foram efectuadas campanhas em diversos tipos de maré, isto é, de maior e menor amplitude, ou seja, marés mortas e marés vivas. Nas marés mortas a amplitude da altura de maré é menor e a capacidade de regeneração do meio receptor também será menor, portanto a situação de maior impacto. Na fig. 2 apresentam-se os valores médios, máximo, mínimo e mediana, para o caso do nitrato, para todas as estações. Verifica-se que os valores médios observados, na situação de baixa-mar, são sempre superiores aos valores da preia-mar. A vala de drenagem é a estação em que se verificam os valores mais elevados bem como uma maior dispersão dos valores. Isto deve-se ao facto da vala de drenagem ser um receptor de diversas indústrias e efluentes urbanos e apenas na situação de preia-mar é que ocorre entrada da água do estuário permitindo uma “limpeza” da vala.

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500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

La 1 La 2 La 3 La 4 Lb

NO 3

(mg

L-1

)

16600 5580

BM-S BM-F PM-S PM-F

Figura 2 – Máximo, Mínimo, Média e Mediana do nitrato nas cinco estações de amostragem (cinco anos)

Analise de Resultados

Apresentam-se ainda, na fig. 3, os valores médios dos nutrientes. O valor médio encontrado na vala de drenagem, para o nitrato, é cerca de três vezes superior aos valores das diferentes estações do estuário. Os valores de nitrito nas estações do estuário são muito baixos, apenas na vala de drenagem o teor tem mais significado. Os valores de fosfato são bastante baixos e da mesma ordem de grandeza do fósforo total, pelo que o contributo do fósforo orgânico é muito pequeno. A sílica varia sazonalmente, encontrando-se valores mais elevados nos meses de Inverno do que nos de Verão.

O sódio e o potássio são elementos constituintes de uma água salina, pelo que os valores observados são sempre elevados, principalmente na preia-mar, em todas as estações do estuário.

Do conjunto de metais analisados na água, o arsénio, mercúrio e prata apresentaram sempre valores inferiores ao limite de quantificação para todas as estações. Dos restantes elementos analisados os valores quantificados mais elevados encontraram-se na estação La2, mas da mesma ordem de grandeza que o limite de quantificação.

Os teores de orgânicos extractáveis e hidrocarbonetos, não têm qualquer expressão nas estações do estuário, uma vez que os valores são sempre inferiores ao limite de quantificação. Apenas na vala de drenagem é que os valores são significativos, principalmente na situação de baixa-mar.

Os teores de metais encontrados nos sedimentos das várias estações são de um modo geral baixos. Os contaminantes têm uma maior afinidade para as partículas finas pelo que quanto mais fino ou lodoso for o sedimento maior será a possibilidade de este adsorver os contaminantes. A estação La2 apresenta um material que poderá ser classificado como um silte argiloso em que mais de 50% do material é constituído por partículas finas (<63 µm). As restantes estações do estuário (La1, La4 e La3) são essencialmente constituídas por areia, enquanto que na vala de drenagem o material é de novo mais fino. Verifica-se que os teores de metais decrescem da estação La2 para a La3 e para a La4 e La1, de acordo com o decréscimo da percentagem de material fino em cada estação.

Paralelamente ao conjunto de metais pesados analisados foi também analisado um conjunto de outros compostos orgânicos, considerados poluentes orgânicos persistentes, pelo facto de se manterem intactos no ambiente por longos períodos

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250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

Nitrato Nitrito Fósforo Sílica Fósforo Total

Baixa-mar

µg L-1 N µg L-1 N µg L-1 P µg L-1 Si µg L-1 P

3565

LA1-S LA1-F LA2-S LA2-F LA3-S LA3-F LA4-S LA4-F LB-S

0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

Nitrato Nitrito Fósforo Sílica Fósforo Total

Praia-mar

µg L-1 N µg L-1 N µg L-1 Si µg L-1 Pµg L-1 P

LA1-S LA1-F LA2-S LA2-F LA3-S LA3-F LA4-S LA4-F LB-S

Figura 3 – Representação da média dos nutrientes nas duas situações de maré.

de tempo. Estes compostos policlorobifenilos (PCB’s), hidrocarbonetos aromáticos polinucleares (PAH’s), pesticidas organoclorados (DDT’s), policloro dibenzo-p-dioxinas (PCDD’s) e policloro dibenzofuranos (PCDF’s) acumulam-se nos tecidos gordos dos organismos vivos e podem circular globalmente através de um processo denominado ”grasshoper effect” que envolve repetidos processos de evaporação, deposição, em que os poluentes podem ser transportados para regiões longe da fonte original de poluição.

Na Fig. 4 apresentam-se os gráficos dos teores de PAH’s, PCDD/PCDF, PCB’s e DDT’s, para todas as estações de amostragem. Para cada grupo foi considerado o somatório dos teores dos diversos congéneres obtidos. É nas estações La2, La3 e Lb que os valores de PAH’s são mais elevados, devido à maior quantidade de partículas finas, sendo também o teor de carbono mais elevado nestas estações do que nas restantes. Nas estações La1 e La4 os valores são muito baixos, pois estamos na presença de areias. Também devido à dinâmica do estuário e escoamento do rio nestas zonas, a deposição de partículas e por conseguinte a acumulação de contaminantes é quase nula.

Os PCB’s também como os PAH’s apresentam valores mais elevados na estação La2 do que nas restantes. No entanto, verificam-se algumas situações em que os valores destes compostos são mais elevados na estação La3 do que na La2. Isto deve-se ao facto de nessas campanhas de amostragem o material da estação La3, apresentar maior quantidade de partículas finas (>50% de argila + silte) do que nas amostras da estação La2. Conjuntamente, os teores de carbono orgânico, nestas campanhas, na estação La3 foram sempre superiores aos da estação La2.

As dioxinas e furanos apresentam também valores mais elevados na estação La2 do que nas restantes estações. É na vala de drenagem que os teores de DDT’s têm maior expressão relativamente às outras estações. Isto é devido ao facto de a

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2

4

6

8

10

12

00.12.19 01.03.27 01.09.24 02.03.27 02.09.26 03.03.26 03.09.10

S PCB's (mg Kg-1)

0

2

4

6

8

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00.12.19 01.03.27 01.09.24 02.03.27 02.09.26 03.03.26 03.09.10

S DDT's (mg Kg -1)

0

100

200

300

400

500

600

700

00.12.19 01.03.27 01.09.24 02.03.27 02.09.26 03.03.26 03.09.10

S PCDD-PCDF (ng Kg -1)

0

100

200

300

400

500

600

700

00.12.19 01.03.27 01.09.24 02.03.27 02.09.26 03.03.26 03.09.10

S PAH's (mg Kg-1)

LA1 LA2 LA3 LA4 LB

Figura 4 – Perfil característico dos sedimentos – teores de Dioxinas-Furanos, PCB’s, pesticidas organoclorados e PAH’s nas estações de amostragem.

vala de drenagem ser um local para o qual concorrem todas as escorrências terrestres.

Tendo como base a legislação nacional vigente (Despacho conjunto nº141 de 21/06/95), em que os sedimentos são classificados em cinco classes de acordo como seu grau de contaminação, verifica-se que os sedimentos das diferentes estações se enquadram na classe 1 e 2, podendo ser considerados “material limpo” ou de “contaminação vestigiária”.

De um modo geral os valores destes contaminantes, para este período, atingiram os valores mais elevados nas campanhas dos anos de 2000 e 2001. Nas três últimas amostragens os valores apresentam uma tendência para estabilizarem, a níveis mais baixos, para todas as estações.

Da análise dos dados obtidos no período referente, verifica-se que os teores dos diferentes parâmetros observados nas amostras do estuário encontram-se dentro da gama de valores característicos de zonas estuarinas. Ao longo dos anos, os valores dos diversos parâmetros, nas estações, reflectem maior ou menor influência antropogénica, de acordo com a posição das estações no sistema estuarino, devido à dinâmica própria do estuário.

A vala de drenagem, de um modo geral apresenta valores mais elevados que nas restantes estações porque é para ela que confluem todas as escorrências da zona, ao que acresce o fraco efeito diluidor/limpeza, da maré.

Os teores dos diferentes parâmetros não apresentam nenhum incremento ao longo dos anos, mas sim uma tendência para estabilizarem ou mesmo apresentarem um pequeno decréscimo. Este facto deve-se à envolvente da zona, com uma grande implantação industrial.

Considerações Finais

Brown, J. et al, Seawater: Properties, composition, and behavior. Ed Pergamon Press associated with the Open University. Walton Hall, England, 1989, 165p.

D. Barceló, Sample Handling and Trace Analysis of Pollutants Elsevier, 2000F. P. Shepard, J. Sediment. Petrol., 1954, 24, 151.

ICES Report of the ICES Advisory Committee on Marine Pollution, International Council for the Exploration of the Sea, Copenhagen, Report 233.

Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association, Washington, DC 20th Ed. 1998.

G. Fillmann, J.W. Readman, I. Tolosa, J. Bartocci, J.-P Villeneuve, C. Cattini e L. D. Mee Persistent Organochlorine Residues in Sediments from the Black Sea, Marine Pollution Bulletin 44 (2002) 122 -133.

Referências