UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

INSTITUTO DE QUÍMICA

PROGRAMA DE PÓS

ANÁLISE MULTIVARIADA DE PARÂ

AVALIAÇÃO AMBIENTAL

GIOVANI BARBOSA DOS

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

INSTITUTO DE QUÍMICA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA

ANÁLISE MULTIVARIADA DE PARÂMETROS QUÍMICOS PARA

AVALIAÇÃO AMBIENTAL DA LAGOA ENCANTADA, ILHÉUS,

BAHIA.

GIOVANI BARBOSA DOS SANTOS

Salvador - Ba

Novembro de 2012

QUÍMICOS PARA

DA LAGOA ENCANTADA, ILHÉUS,

GIOVANI BARBOSA DOS SANTOS

ANÁLISE MULTIVARIADA DE PARÂMETROS QUÍMICOS PARA

AVALIAÇÃO AMBIENTAL DA LAGOA ENCANTADA, ILHÉUS,

BAHIA.

Tese submetida ao Colegiado de Pós-Graduação

em Química da Universidade Federal da Bahia

como parte dos requisitos para obtenção do título

de Doutor em Química (Química Analítica).

Orientador: Prof. Dr. Sérgio Luís Costa Ferreira

Salvador

Novembro de 2012

III

Dedico esta Tese a José Domingos meu pai

(In Memorian)

IV

AGRADECIMENTOS

Agradecer significa reconhecer a importância que pessoas tiveram na contribuição

direta e indiretamente da construção deste trabalho. Portanto, quero registrar o meu

muito obrigado a todos os colegas do Grupo de Pesquisa em Química e

Quimiometria o famoso 408, que estiveram comigo no dia-a-dia.

“A minha mãe Maria da Paz, que compartilhou os nossos ideais alimentando e

incentivando a prosseguir na jornada, aos meus filhos Lucas, João e Giovanna o

meu irmão José Wildes por contribuições valorosas, e em especial a Leangela,

minha esposa pela dedicação, compreensão e amor, que admiro profundamente.”

Ao Prof. Doutor Sergio Luís Costa Ferreira, pela excepcional contribuição

científica, e por ser um grande ser humano que nos ensina que para ser líder é

preciso está perto dos seus liderados ajudando com atos de direcionamento e esse

ensinamento de simplicidade para com o próximo de uma pessoa tão conceituada e

respeitada no meio científico faz com que o admiramos.

Aos colegas da república dos inocentes, Fábio, Luciano, Alisson, Anderson,

Miquéias, que carinhosamente me tratam como o veinho da casa, muito obrigado.

Principalmente ao amigo Erik que foi sem dúvida uma pessoa que muito contribuiu

com essa conquista, meus sinceros agradecimentos.

Ao Laboratório de Águas da UESC que gentilmente permitiu que algumas análises

fossem feitas e a utilização de alguns equipamentos.

V

RESUMO

A poluição de sistemas aquáticos e solo por metais pesados é fator que afeta a

qualidade do meio ambiente e constitui risco iminente de intoxicação ao homem.

Nos últimos anos, foram realizadas inúmeras pesquisas com a finalidade de avaliar

os possíveis impactos ambientais relacionados ao aumento da concentração de

metais traço no meio ambiente. Esses metais são originários de processos

litogênicos e/ou atividades antrópicas, como a utilização de fertilizantes em zonas

agrícolas e a atividade mineradora. Neste trabalho realizado na Lagoa Encantada

em Ilhéus - Bahia foram realizadas várias coletas de água em diferentes pontos com

o objetivo de avaliar as concentrações de metais e metalóides dissolvidos. Foi

utilizada a espectroscopia de massa com fonte de Plasma, (ICP-MS) para

determinar o teor dos elementos Pb, Ni, Co, Zn, Cu, As, Sr, Pb, Mo, Cd, Sb e U. Esta

avaliação servirá de parâmetro para conhecer o impacto ambiental futuro, uma vez

que próximo a esta biota, passará uma ferrovia que transportará minérios oriundos

do oeste da Bahia.

Foi realizado estudo hidroquímico, observando-se a comparação de distintos

grupos de águas quanto a cátions e ânions predominantes, os quais demonstraram

que as concentrações dos metais e metalóides estão abaixo dos limites

estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/2005, o que evidencia a não poluição

da Lagoa por espécies inorgânicas.

Parâmetros físico-químicos ambientais também foram determinados tais como:

pH, oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), temperatura,

condutividade elétrica (CE), os quais também estão de acordo com a Resolução

CONAMA 357/2005.

Conclui-se, que apesar de sofrer atividades antrópica a Lagoa Encantada é um

sistema aquático que apresenta uma boa qualidade de seus indicadores.

Palavras Chaves: Metais traço; atividades antrópicas; qualidade da água;

quimiometria.

VI

ABSTRACT

The pollution of aquatic systems and soil by heavy metals is a factor that affects

quality of the environment and constitutes imminent risk of poisoning to man. In

recent years, numerous studies were conducted in order to assess the potential

environmental impacts associated with increased concentrations of trace metals in

the environment. These metals originate from lithogenic processes and/or human

activities such as fertilizers in agricultural and mining activity. Work carried out in the

Lagoa Encantada in Ilheus - Bahia was water sampling at different points in order to

evaluate the concentrations of dissolved metals and metalloids. Was used Inductively

Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) to determine content of the elements

Pb, Ni, Co, Zn, Cu, As, Sr, Pb, Mo, Cd, Sb and U. This avaliation will serve as a

parameter to knowledge future environmental impact since close to this biota pass a

railroad that will transport ore coming from western Bahia.

Hydrochemical study was conducted by observing the comparison of different

groups of water as the predominant cations and anions which showed that the

concentrations of metals and metalloids are below the limits established by CONAMA

Resolution 357/2005, that highlights the non-pollution Lagoon by inorganic species.

Environmental Physical Chemical parameters were determined such as: pH,

dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), temperature, electrical

conductivity (EC), which are also in accordance with the Resolution CONAMA

357/2005.

It is concluded that despite suffering the anthropic activities Enchanted Lagoon is a

water system that provides a good quality of its indicators.

Keywords: Trace Metals; human activities, water quality, chemometrics.

VII

LISTA DE FIGURAS

Figura 1- Bacia hidrográfica do Rio Almada ................................................................... 14

Figura 2- Representação da componente principal ....................................................... 24

Figura 3- Distribuição Espacial dos Pontos de Coleta ................................................... 26

Figura 4- Povoado de Areias ............................................................................................ 26

Figura 5- Proximidade do Rio Almada. ............................................................................ 27

Figura 6- Região da Mata ................................................................................................. 28

Figura 7- Região da Fazenda ........................................................................................... 28

Figura 8- Região da Cachoeira ........................................................................................ 29

Figura 9- Região Central da Lagoa .................................................................................. 29

Figura 10- Coleta de amostras ......................................................................................... 34

Figura 11- Classificação hidroquímica das águas da Lagoa Encantada. .................... 39

Figura 12- PCA para os parâmetros físico-químicos e macronutrientes ..................... 43

Figura 13- PCA dos pontos amostrais - campanhas abril (A) e agosto (B) ................. 44

Figura 14- PCA dos objetos (pontos amostrais) campanha de abril (A) ...................... 45

Figura 15- PCA dos objetos (pontos amostrais) campanha de agosto (B) ................. 46

Figura 16- Dendrograma dos pontos amostrais. ............................................................ 46

Figura 17- Dendrograma para as variáveis estudadas .................................................. 47

Figura 18- PCA considerando os metais traço ............................................................... 51

Figura 19- Dendrograma para os metais traço ............................................................... 52

Figura 20 - PCA considerando todos os pontos amostrais - abril (A) e agosto (B). ... 53

VIII

LISTA DE TABELAS

Tabela 1- Locais de Amostragem .............................................................................. 25

Tabela 2- Limites de Salinidade estabelecidos pelo CONAMA 357/2005 ................. 31

Tabela 3- Concentração de Saturação de OD e Sobrevivência dos Peixes .............. 31

Tabela 4- Equipamentos e Métodos Utilizados nos Ensaios ..................................... 35

Tabela 5- concentração dos cátions e ânions (meq L-1) ............................................ 38

Tabela 6- Resultados obtidos para os parâmetros Físico – Químicos e macro

nutrientes em água ................................................................................................ 42

Tabela 7- Média dos resultados obtidos dos parâmetros Físico-Químicos e

macronutrientes ..................................................................................................... 42

Tabela 8- Tabela de pesos para os parâmetros físico-químicos ............................... 44

Tabela 9- Resultados obtidos para determinação dos elementos por ICP-MS (n=3)

e concentrações obtidas em µg L-1. ...................................................................... 48

IX

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

APA – Área de proteção ambiental

BHRA – Bacia hidrográfica do rio Almada

CEPLAC – Comissão Executiva do Plano da lavoura Cacaueira

CLS – Quadrados Mínimos Clássicos

CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente

CE – Condutividade Elétrica

CE – Eletroforese Capilar

DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio

HCA – Análise de Agrupamentos Hierárquicos

ICP-MS – Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado

OD – Oxigênio Dissolvido

X

SUMÁRIO

RESUMO ............................................................................................................................. V

ABSTRACT ....................................................................................................................... VI

LISTA DE FIGURAS........................................................................................................ VII

LISTA DE TABELAS ...................................................................................................... VIII

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ......................................................................... IX

SUMÁRIO ............................................................................................................................ X

INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 12

1 – ÁREA DE ESTUDO .................................................................................................... 14

2 – ELEMENTOS INVESTIGADOS ................................................................................. 15

2.1 – CHUMBO .............................................................................................................. 15

2.2 – CÁDMIO ................................................................................................................ 15

2.3 – ZINCO ................................................................................................................... 16

2.4 – COBALTO ............................................................................................................. 17

2.5 – ESTRÔNCIO ........................................................................................................ 17

2.5 – COBRE .................................................................................................................. 18

2.6 – MOLIBDÊNIO ....................................................................................................... 18

2.7 – NÍQUEL ................................................................................................................. 19

2.8 – ARSÊNIO .............................................................................................................. 19

2.10 – ANTIMÔNIO ....................................................................................................... 20

2.11 – URÂNIO .............................................................................................................. 20

3 – ESPECTROMETRIA DE MASSA COM PLASMA INDUTIVAMENTE ACOPLADA (ICP-MS) ............................................................................................................................. 21

4 – QUIMIOMETRIA: DADOS DE NATUREZA MULTIVARIADA ................................ 22

4.1 – ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS ................................................... 23

4.2 – ANÁLISE DE GRUPAMENTOS HIERÁRQUICOS ........................................... 24

5 – METODOLOGIA .......................................................................................................... 25

5.1 – MAPEAMENTO .................................................................................................... 25

5.2 – PONTOS DE COLETA ........................................................................................ 25

5.3 – DESCRIÇÃO DOS PONTOS AMOSTRAIS ...................................................... 26

5.3.1 – VILA DE AREIAS .......................................................................................... 26

5.3.2 – PROXIMIDADE DO RIO ALMADA .............................................................. 27

5.3.3 – PROXIMIDADE DA MATA DA LAGOA E DA FAZENDA ......................... 27

XI

5.3.4 – REGIÃO DA CACHOEIRA E REGIÃO CENTRAL DA LAGOA ................ 28

5.4 – PARÂMETROS AMBIENTAIS ESTUDADOS ................................................... 29

5.4.1 – pH ................................................................................................................... 29

5.4.2 – CONDUTIVIDADE ELÉTRICA..................................................................... 30

5.4.3 – OXIGÊNIO DISSOLVIDO ............................................................................. 31

5.4.4 – DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO .................................................. 32

5.4.5 – TEMPERATURA ........................................................................................... 32

5.5 – PROCEDIMENTOS UTILIZADOS NA COLETA DAS AMOSTRAS ............... 32

6 – EXPERIMENTAL ......................................................................................................... 35

6.1- INSTRUMENTAÇÃO ............................................................................................. 35

6.2 – REAGENTES E SOLUÇÕES.............................................................................. 35

6.3 – LIMPEZA DO MATERIAL .................................................................................... 35

6.4 – PREPARO DE AMOSTRAS COM BLOCO DIGESTOR E DEDO FRIO ........ 35

6.5 – PREPARAÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DE CÁTIONS E ÂNIONS ............. 36

6.6 – TITULAÇÃO .......................................................................................................... 37

7 – RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................. 37

7.1 – ANÁLISE DE DADOS HIDROQUÍMICOS ......................................................... 37

7.2 – PARÂMETROSDE QUALIDADE DA ÁGUA ..................................................... 39

7.2.1 – CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DA ÁGUA (CE) ......................................... 39

7.2.2 – pH ................................................................................................................... 40

7.2.3 – TEMPERATURA ........................................................................................... 40

7.2.4 – OXIGÊNIO DISSOLVIDO ............................................................................. 40

7.2.5 – DBO ................................................................................................................ 40

7.3 – ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS (PCA) ....................................... 41

7.4 DETERMINAÇÃO DE ELEMENTOS-TRAÇO ...................................................... 47

8 - CONCLUSÃO ............................................................................................................... 58

9 – SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS ............................................................ 59

12

INTRODUÇÃO

A contaminação ambiental em corpos d’água é um tema recorrente e

preocupante. Somando-se o crescimento populacional e sua consequente

necessidade de água, é perceptível a preocupação com gerações futuras. Rees

apud Harisson [1] comenta sobre um consenso crescente de que, se as tendências

atuais continuarem, a escassez de água e a deterioração da qualidade da água

serão fatores críticos que limitarão o desenvolvimento futuro da economia, a

expansão da produção de alimentos e da prestação de serviços básicos de saúde e

higiene para milhões de pessoas desfavorecidas nos países em desenvolvimento.

Os efeitos de contaminantes ou poluentes em água doce dependem de sua

composição química, física e propriedades biológicas, suas concentrações e a

duração da exposição. A vida aquática pode ser afetada indiretamente por exemplo,

através da depleção de oxigênio causada por biodegradação de matéria orgânica,

ou diretamente, por meio de exposição de produtos químicos tóxicos ou

cancerígenos, alguns dos quais podem acumular-se nos organismos. Essa

toxicidade pode, no entanto, ser modificada pela presença de outras substâncias, e

características da massa de água em particular por exemplo a toxicidade do metal é

afetada pelo pH, o que influencia na especiação e carbono orgânico dissolvido têm

mostrado reduzir a biodisponibilidade por formação de complexos com metais e pela

subsequente adsorção ao material particulado em água doce [1].

Alguns dos metais pesados estão entre os mais nocivos dos poluentes

elementares bastante tóxicos para os seres humanos. O termo metal pesado inclui

metais essenciais e não essenciais, que podem ser tóxicos para os organismos em

função de suas propriedades e níveis de concentração, são eles Ag, As, Cd, Cu, Cr,

Hg, Ni, Pb e Zn. Podem estar presente no sistema aquático em ambas as formas

dissolvidas (o que pode causar efeitos tóxicos sobre uma grande diversidade de

organismos, incluindo vertebrados) e particulados (incluindo os adsorvidos em

sedimentos, partículas em suspensão ou colóides, complexos de transição, ligados à

matéria orgânica e carbonatos, etc. A dinâmica que regula a transferência de metais

pesados entre o dissolvido e a fase particulada (em ambos os sentidos) depende do

13

pH e o potencial de redução do óxido do sistema [2]. Os metais tóxicos também

podem precipitar biocompostos com grupos fosfato ou catalisar sua decomposição.

Alguns metalóides e não metais são significativos poluentes em águas como As, Se

e Sb. Fabricação de produtos químicos inorgânicos tem o potencial de contaminar a

água com elementos traço [3].

A proteção ao ambiente natural e desenvolvimento da educação

conservacionista devem ser constantemente incentivados pelos órgãos

competentes. No Brasil a criação de estações ecológicas, áreas de proteção

ambiental (APA) é regulamentada pela lei federal 6.902/1981. APA’s são áreas

específicas representativas de ecossistemas brasileiros, em geral áreas extensas,

com certo grau de ocupação humana, dotada de atributos abióticos, bióticos,

estéticos ou culturais, especialmente importantes para a qualidade de vida e o bem-

estar das populações humanas, e tem com objetivos básicos proteger a diversidade

biológica, disciplinar o processo de ocupação e assegurar a sustentabilidade do uso

dos recursos naturais [4].

Na Bahia, a área de proteção ambiental (APA) da Lagoa Encantada abrange o

litoral norte de Ilhéus foi regulamentada pelo decreto 2.217/1993. Posteriormente foi

ampliada para abranger também a nascente e o estuário do Rio Almada, incluindo

os municípios de Uruçuca, Itajuípe, Coaraci e Almadina, com uma área de 157.745

ha, regulamentada pelo decreto 8.650/2003 denominando-se APA da Lagoa

Encantada e Rio Almada. A administração da área foi transferida da Bahiatursa para

Secretaria de Meio Ambiente e Recursos Hídricos (SEMARH), a qual possui

legislação própria regulamentada pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente

(CONAMA), resolução 10/1988 [4].

O objetivo deste trabalho é o de verificar essencialmente a ocorrência de

contaminação por elementos traço oriundas de fontes antrópicas na Lagoa

Encantada utilizando a Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente

Acoplado (ICP-MS).

14

1 – ÁREA DE ESTUDO

A Lagoa Encantada constitui-se de um corpo d'água com cerca de 25 km²,

profundidade máxima de 18 m e tem as seguintes coordenadas 14° 36’ 38’’ S

39° 08’ 33’’ O. O ambiente é propício para ocupação humana com solos de boa

fertilidade, altos índices de precipitação pluviométrica e disponibilidade de matéria

orgânica, clima quente e úmido além de fauna e vegetação abundantes, são os

elementos que compõe a alta susceptibilidade de habitações na região, sendo a Vila

de Areias localizada na borda sul da Lagoa, uma comunidade pesqueira, agricultora

e neopecuarista com cerca de 1.500 habitantes a 23 km de Ilhéus (Figura 1). A APA

da Lagoa Encantada foi decretada para proteger espécies nativas e somar ao

projeto turístico para o município de Ilhéus que precisa diversificar seus produtos

objetivando atender as novas demandas políticas. O turismo desenvolvido pela APA

tende a conciliar atividade turística e preservação do meio ambiente.

Figura 1- Bacia hidrográfica do Rio Almada [5].

15

2 – ELEMENTOS INVESTIGADOS

2.1 – CHUMBO

O chumbo é relativamente abundante na crosta terrestre, tendo uma

concentração média entre 10 e 20 mg kg-1. As maiores fontes naturais são emissões

vulcânicas, intemperismo geoquímico, névoas aquáticas, rochas ígneas e

metamórficas. O teor de chumbo no solo é fortemente influenciado por atividades

antrópicas e transporte do metal através do ar, oriundo de várias fontes destacando-

se operações de produção e processamento do metal, além das indústrias de ferro e

aço, sendo depositado nos lagos, rios e oceanos. O metal que alcança a superfície

das águas é adsorvido aos sólidos suspensos e sedimentos. O escoamento

superficial urbano e a deposição atmosférica são fontes indiretas significativas do

chumbo encontrado em ambientes aquáticos [6].

A química do chumbo em solução aquosa é extremamente complexa, porque

pode ser encontrado em várias formas, sendo a forma divalente a espécie iônica

mais estável. Tem a tendência em formar compostos de baixa solubilidade com os

principais ânions encontrados em águas naturais, considerando a quantidade

dissolvida dependente do pH e teor de sal. Compostos orgânicos de chumbo são

relativamente voláteis, tetrametilchumbo pode formar-se como resultado de

alquilação biológica de compostos por microrganismos anaeróbios em sedimentos

de lagos, contudo sua volatilização tende a ocorrer, não sendo considerado

importante (EPA apud ATSDR) [7].

2.2 – CÁDMIO

Cádmio é um elemento encontrado na crosta terrestre, normalmente associado

ao minério de zinco, cobre e chumbo. As emissões naturais para o meio ambiente

podem resultar de erupções vulcânicas, incêndios florestais, geração de aerossóis

de sal do mar ou outros fenômenos naturais. Por ação antrópica, é emitido ao

ambiente pela mineração e refino de metais não ferrosos, fabricação e aplicação de

fertilizantes fosfatados, queima de combustíveis fósseis e incineração de resíduos. O

16

alimento é a principal fonte de exposição diária e o hábito de fumar é tido como fonte

adicional significativa de exposição [8,9].

No ambiente, o cádmio existe em apenas um estado de oxidação Cd2+ e não

sofre reações redox. Em águas superficiais e subterrâneas pode existir na forma

hidratada ou como complexos iônicos com outras substâncias orgânicas ou

inorgânicas. O destino de cádmio no solo depende vários fatores tais como o pH do

solo, a disponibilidade de matéria orgânica, geralmente liga-se fortemente a matéria

orgânica e esta irá, na sua maior parte, imobilizá-lo. No entanto, o comportamento

de cádmio no solo irá variar dependendo das condições ambientais. O metal oriundo

de solos contaminados e água pode se acumular em plantas e organismos,

ocorrendo então nos alimentos [9].

2.3 – ZINCO

O zinco é encontrado no ambiente em pequenas quantidades em quase todas

as rochas ígneas. As principais fontes antrópicas são oriundas da produção de ligas

resistentes à corrosão e galvanização de aço e ferro, seus óxidos bastante utilizados

como pigmento branco em borracha, além de emprego como pesticidas na forma de

carbamatos de zinco [8].

Em água, zinco ocorre no ambiente principalmente como forma hidratada no

estado de oxidação Zn+2, podendo ocorrer em ambas formas suspenso ou

dissolvido, mas também como complexos dissolvidos e compostos com diferentes

graus de estabilidade. Em suspensão pode ser dissolvido a depender das condições

como por exemplo, pH, potencial redox, especiação. Largamente utilizado na

indústria, o zinco é produzido no meio ambiente por processos naturais e

antropogênicos, entre os quais se destacam as produções de zinco primário,

combustão de madeira, incineração de resíduos, produção de ferro e aço e efluentes

domésticos. O zinco é um elemento essencial, assim tanto a ausência quanto a

exposição excessiva pode trazer efeitos nocivos. Existem cerca de 200

metaloenzimas que utilizam o zinco como cofator, e sua deficiência podem gerar

diversos efeitos como alterações no crescimento, retardo na maturidade sexual,

dermatites, cegueira noturna, atrofia testicular, impotência, retardo na cicatrização

de ferimentos, doença renal crônica e anemia hemolítica.

17

2.4 – COBALTO

O cobalto é um elemento que ocorre naturalmente no solo, rocha, ar, água,

plantas e animais ou à partir de poeira trazida pelo vento, spray de água do mar,

erupções vulcânicas, incêndios florestais e lixiviação quando a água da chuva passa

através de solos e rochas. A via de contaminação antrópica mais comum é a

liberação para a atmosfera a partir de usinas a carvão e incineradores, exaustão

veicular, atividades industriais relacionadas com a mineração e processamento de

minérios contendo cobalto, produção e uso de ligas de cobalto, além de produtos

químicos. Ocorre normalmente nos estados de oxidação 0, +2 e +3. Um composto

de cobalto bioquimicamente importante é a vitamina B12 (cianocobalamina). O

destino específico do elemento irá depender de diversos fatores como a química da

água e do sedimento no local específico, concentração e o fluxo de água. Os

isótopos 60Co e 58Co são radioativos, de curta duração e produzidos em reatores

nucleares. É um elemento essencial, necessário para uma boa saúde em animais e

seres humanos [10].

O cobalto é benéfico para os seres humanos porque faz parte da vitamina B12,

essencial para manter a saúde humana. Tem sido utilizado como tratamento de

anemia, incluindo mulheres grávidas. A exposição de seres humanos e animais em

níveis de cobalto, normalmente presentes no meio ambiente não é prejudicial [10].

2.5 – ESTRÔNCIO

O estrôncio é amplamente distribuído na crosta e oceanos, é liberado para a

atmosfera como resultado de fontes naturais tais como arrasto de partículas e

ressuspensão do solo. Estrôncio radioativo é liberado para o meio ambiente como

um resultado direto de atividades antrópicas, como por reações nucleares. Em

águas superficiais e subterrâneas, existe principalmente como um íon hidratado,

pode formar complexos iônicos com outra substâncias orgânicas ou inorgânicas e é

relativamente móvel em água, contudo a formação de complexos insolúveis ou

sorção no solo pode reduzir a sua mobilidade. É recolhido e retido por plantas

terrestres e aquáticas, concentrando-se nos tecidos ósseos de animais que se

alimentam de vegetação [11].

18

Não existem efeitos nocivos de estrôncio estável em humanos nos níveis

normalmente encontrados no ambiente, a única forma química de estrôncio estável,

muito prejudicial por inalação é cromato de estrôncio, mas isso é por causa do

cromo tóxico e não estrôncio. Problemas com o crescimento ósseo podem ocorrer

em crianças com níveis anormalmente elevados de estrôncio, especialmente se a

dieta é pobre em cálcio e proteína [11].

2.5 – COBRE

O cobre é um metal avermelhado que ocorre naturalmente na rocha, solo,

água, sedimentos, e a níveis baixos, no ar. Ocorre naturalmente também em todas

as plantas e animais, constituindo-se um elemento essencial para todos os

organismos vivos conhecidos. Pode entrar no meio ambiente através de

lançamentos a partir da mineração de cobre e outros metais, fábricas, depósitos de

resíduos, águas residuais domésticas, combustão de combustíveis fósseis,

produção de madeira, produção de fertilizantes fosfatados e fontes naturais (por

exemplo, poeiras transportadas pelo vento à partir de solos nativos, vulcões,

vegetação em decomposição, incêndios florestais e água do mar) [12].

O cobre é tanto um nutriente essencial e um contaminante de água potável.

Água contendo cobre a níveis acima do normal podem causar náuseas, vômitos,

dores de estômago ou diarreia, podendo seu consumo elevado causar danos aos

rins e fígado, levando a morte. Sulfato de cobre é adicionado às vezes a superfície

da água para o controle de algas. As concentrações de cobre na água tratada

frequentemente aumentam durante a distribuição, especialmente em sistemas com

um pH ácido ou águas com alto teor de carbonato com um pH alcalino. Alimentos e

água são as principais fontes de exposição ao cobre nos países desenvolvidos [8].

2.6 – MOLIBDÊNIO

O molibdênio é encontrado naturalmente no solo e utilizado na fabricação de

aços especiais, produção de pigmentos, aditivos de lubrificantes e na agricultura.

Não ocorre naturalmente na natureza mas associado com outros elementos, sendo

sua forma predominante no solo e em águas naturais o ânion molibdato (MoO42-). É

19

considerado um elemento essencial, ocorrendo em concentrações muito baixas em

água potável. A importância no organismo é sua presença nas metaloenzimas como

cofactor. Poucos dados estão disponíveis sobre a toxicidade humana após a

ingestão, contudo alguns sinais da presença de molibdênio no organismo podem ser

diarreia, anemia e níveis elevados de ácido úrico no sangue [8].

2.7 – NÍQUEL

O níquel ocorre naturalmente na crosta terrestre combinado com outros

elementos. É encontrado em todo o solo e também emitido a partir de vulcões. No

ambiente é encontrado combinado com o oxigênio ou enxofre como óxidos ou

sulfetos, mas também em meteoritos e no fundo do oceano em pedaços de minerais

chamados nódulos. O níquel é liberado para a atmosfera durante a mineração e por

indústrias que fazem uso do metal, ligas ou compostos, as quais também

descarregam em águas residuais. Pode ainda ser liberado para a atmosfera por

usinas de energia que queimam carvão e incineradores de lixo [8,13].

O efeito prejudicial a saúde mais comum do níquel em seres humanos é uma

reação alérgica. Cerca de 10-20% da população é sensível ao níquel quando jóias

ou outros itens que contêm níquel estão em contato direto e prolongado com a pele.

A Agência Internacional para Pesquisa sobre Câncer (IARC) determinou que alguns

compostos de níquel são cancerígenos para os seres humanos e que a forma

metálica é possivelmente cancerígeno [13].

2.8 – ARSÊNIO

O arsênio é encontrado amplamente na crosta terrestre em estados de

oxidação de -3, 0, +3 e +5. Em sistemas aquáticos, arsênio inorgânico ocorre

principalmente em dois estados de oxidação, As (V) e As (III), ambas as formas

geralmente coexistem, embora As (V) predomine em condições oxidantes e As (III)

em condições redutoras. Pode sofrer uma variedade de reações no ambiente,

incluindo reações de oxi-redução, precipitação e biotransformação, estas reações

são influenciadas pelo potencial de oxi-redução, pH, temperatura, salinidade além de

distribuição e composição da biota [14].

20

Arsênio não é essencial para os seres humanos, sendo a arsina considerada a

forma mais tóxica, seguido por As (III), As (V) e seus compostos orgânicos. O

metabolismo do arsênio é caracterizado por: i) redução de arsênio (V) para (III) e ii)

metilação oxidativa do As (III) para formar produtos mono, di e trimetilados, os quais

são facilmente excretados na urina. Sinais de intoxicação crônica por arsênio

incluem lesões dérmicas (hiper e hipopigmentação), neuropatia periférica, câncer de

pele, de bexiga e de pulmão, além de doença vascular periférica [8].

2.10 – ANTIMÔNIO

O antimônio e seus compostos estão presentes naturalmente na crosta da

Terra. São lançados para o meio ambiente à partir de descargas naturais, como

poeira, erupção vulcânica, spray do mar, incêndios florestais, além de fontes

antrópicas como por exemplo a fundição e refino de metais, usinas de energia

movidas a carvão, e incineração. Como um constituinte natural do solo, é

transportado em córregos e cursos d'água por intemperismo natural do solo, bem

como a partir de fontes antropogênicas. Tem baixa ocorrência em águas ambientais,

sendo reduzida e metilada por microorganismos no sedimento anaeróbico [8,15].

A exposição ao antimônio pode por um período de tempo provoca irritação nos

olhos, pele e pulmões, pneumoconiose, problemas cardíacos, dor de estômago,

úlceras diarreia e vômitos. Contudo, também pode ter efeitos benéficos quando

utilizado por razões médicas, como medicamento para tratar pessoas infectadas

com parasitas [15].

2.11 – URÂNIO

O urânio é geralmente encontrado na natureza em granitos e outros depósitos

minerais. É usado principalmente como combustível em centrais nucleares e está

presente no meio ambiente como resultado da lixiviação de depósitos naturais,

libertação em rejeitos, emissões provenientes da indústria nuclear, combustão do

carvão e outros combustíveis e a utilização de fertilizantes fosfatados que contêm e

elemento. A ingestão através da água potável é normalmente muito baixa, exceto

em circunstâncias em que o urânio está presente em um aquífero [8].

21

Os efeitos para a saúde associados com a exposição oral ou dérmica são

principalmente de natureza química e não radiológica, enquanto que aqueles a partir

da exposição por inalação pode também incluir um componente radiológico,

especialmente se a exposição envolve uma exposição prolongada a compostos de

urânio insolúveis. Geralmente o U (VI) que tende a formar compostos relativamente

solúveis, é mais provável que seja um agente tóxico do que o U (IV) que forma

compostos relativamente insolúveis [16].

3 – ESPECTROMETRIA DE MASSA COM PLASMA INDUTIVAMENTE

ACOPLADA (ICP-MS)

A espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (OES/MS)

tem demonstrado ser uma excelente ferramenta para a análise de metais em

amostras aquosas. No equipamento um gás parcialmente ionizado (geralmente Ar)

gerado em uma tocha de quartzo alimentado por radiofrequência 1-2,5 kW, atingindo

temperaturas de 6.000 a 10.000 K, a depender da região do plasma e condições de

operação. Em termos de sensibilidade o ICP tem cerca de três ordens de magnitude

melhor do que a absorção atômica com chama (FAAS), além de apresentar elevada

estabilidade e boa reprodutibilidade. Assim, as amostras de água podem ser

diretamente analisadas com pouco ou nenhum tratamento prévio de forma rotineira,

tornando-se uma das técnicas mais precisas, sensíveis e confiáveis disponíveis

atualmente [17].

No ICP o analisador de massa é em sua maior parte um quadrupolo, o qual

permite obter limites de detecção da ordem de ppb, sabendo-se que são

dependentes da amostra, aumento de fundo (background) ou ocorrência de

sobreposição espectral. É possível a determinação simultânea de elementos macro,

micro e traços, devido a sua grande faixa dinâmica, bem como o emprego de

sistemas para análise por injeção em fluxo. Estratégias para ganho de precisão e

exatidão das medições por ICP-MS têm melhorado significativamente quando o

método de diluição isotópica é utilizado, o qual baseia-se no enriquecimento de um

dos isótopos (traçador), o qual é misturada com uma quantidade desconhecida do

elemento, objeto da medida [18].

22

4 – QUIMIOMETRIA: DADOS DE NATUREZA MULTIVARIADA

O crescimento da quimiometria têm sido cunhado de forma ad hoc por

diferentes grupos, utilizando seus próprios termos e símbolos para os mesmos

conceitos. Objetivando harmonizar conceitos e termos para facilitar a comunicação

na comunidade internacional de química grupos de trabalho foram criados e no final

do período reuniu os resultados e publicou as recomendações da IUPAC [19].

Assim, o termo Quimiometria foi definido como “a ciência que faz medições

relacionadas a um sistema ou processo químico para o estado do sistema via

aplicação de métodos estatísticos ou matemáticos”. A importância da quimiometria

para os laboratórios modernos de química cresceu com a capacidade dos

instrumentos analíticos de produzirem conjuntos de dados cada vez maiores e mais

complexos e com a evolução dos computadores que permitem tratá-los agilmente.

[20].

O estudo de dados ambientais sugere uma ampla gama de fatores, contudo

existem diferenças nos compartimentos ambientais iniciando com atmosfera, água e

solo, até suas interações com organismos vivos como plantas, animais e seres

humanos, tornando-os sistemas não estáticos. Processos químicos, físicos e

biológicos determinam alterações dinâmicas entre os fatores supracitados devido ao

fato de que reações ambientais são não estacionárias, irreversíveis e em sistema

aberto, os quais são impossíveis na prática, de serem descritos por modelos

determinísticos. Dados ambientais são caracterizados por variabilidade de diferentes

origens, são elas: i) variabilidade natural – superfícies moderadamente homogêneas

como na área útil cultivada, sem qualquer influência de contaminação, a

variabilidade é determinada estocasticamente; ii) variabilidade antropogênica – a

atividade humana é fonte de variabilidade que interfere na variabilidade natural; iii)

variabilidade espacial e temporal – a variabilidade de dados ambientais deve ser

considerada como dependente do espaço e tempo como próximo ou distante de

descargas ou em diferentes épocas do ano. Desta forma a natureza do estudo de

dados ambientais é multivariada, cujo objetivo principal é dar suporte a tomada de

decisões [21].

Inúmeras são as possibilidades da quimiometria, dentre elas para a análise

ambiental, a análise de componentes principais (PCA) encontra-se certamente entre

23

as mais importantes ferramentas, inclusive por constituir a base onde se

fundamentam a maioria dos outros métodos multivariados de análise de dados.

Como uma ferramenta de análise exploratória a PCA permite revelar a existência ou

não de amostras anômalas, de relações entre as variáveis medidas e de relações ou

agrupamentos entre amostras. Além disto, métodos eficientes de classificação,

como a modelagem independente para analogia de classes (SIMCA) e de

calibração, como a regressão em componentes principais (PCR) ou a regressão por

mínimos quadrados parciais (PLS), são derivados da PCA. No contexto da aplicação

em problemas químicos estes métodos estatísticos são denominados métodos

quimiométricos [22].

4.1 – ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS

A análise de componentes principais (PCA) é uma técnica utilizada para reduzir

a quantidade de dados quando não há uma correlação presente. Um novo conjunto

de variáveis (PC) é criado à partir dos dados originais, os quais estão

correlacionadas (Figura 2). Assim o número de PC’s úteis é muito menor do que o

número de variáveis originais. As componentes principais podem ser fisicamente

interpretadas, sendo referidas como variáveis latentes (escondida). Por vezes,

análise é realizada através da matriz de correlação ao invés da matriz de

covariância. O efeito de utilizar a matriz de correlação é padronizar cada variável

com média zero e variância unitária. A normalização ou padronização dos dados é

desejável quando as variáveis são medidas em escalas diferentes, ou uma variável

tem uma oscilação muito maior do que outras e como resultado, domina a primeira

componente, desta forma a padronização evita estes efeitos indesejáveis atribuindo

a todas as variáveis o mesmo peso [23].

24

Figura 2- Representação da componente principal [24]

4.2 – ANÁLISE DE GRUPAMENTOS HIERÁRQUICOS

A análise de grupamentos hierárquicos (HCA do inglês hierarchical cluster

analysis) é um método para dividir um grupo de objetos em classes de modo que

objetos semelhantes estão na mesma classe. Assim como na PCA, os grupos não

são conhecidos previamente à análise matemática e hipóteses sobre a distribuição

das variáveis não são inferidas. A padronização dos dados significa que todas as

variáveis são mensuradas em uma escala comum para que uma variável não

sobreponha às outras. Há uma série de métodos para a busca de grupamentos

considerando cada objeto como de tamanho único e compara as distâncias entre os

grupos. Os dois pontos que se encontram mais próximos são unidos para formar um

novo conjunto. As distâncias entre os agrupamentos são novamente comparados e

os aglomerados mais próximos são agrupados. Este procedimento é repetido

indefinidamente agrupando todos os pontos. As sucessivas etapas de agrupamento

pode ser mostrado em um dendrograma [23].

25

5 – METODOLOGIA

5.1 – MAPEAMENTO

O mapeamento da Lagoa Encantada foi desenvolvido através da utilização da

imagem digital Google 2012, que pode se visualizada em toda a sua extensão,

mostrando o seu tamanho sendo cercada por roças de cacau e mata atlântica.

5.2 – PONTOS DE COLETA

De forma a representar a variação espacial das características físico-químicas

e de metais Traço em estudo da água da Lagoa Encantada, bem como as ações

antrópica desenvolvida no entorno da Lagoa foram selecionados 6 locais de

amostragem conforme apresentado na Tabela 1 e mostrado na Figura 3.

Tabela 1- Locais de Amostragem

SIGLA NOME DO LOCAL COORDENADAS GEOGRÁFICAS

LATITUDE LONGITUDE

P1

P2

P3

P4

P5

P6

Vila de Areias na Lagoa

Próximo do Rio Almada

Região da Mata

Fazenda Lavigne

Cachoeira da Lagoa

Região Central da Lagoa

0484727 8383796

0423889 8383361

0483272 8345470

0483150 8384636

0486029 8385584

0484457 8384458

26

Figura 3- Distribuição Espacial dos Pontos de Coleta. Fonte: Google 2013

5.3 – DESCRIÇÃO DOS PONTOS AMOSTRAIS

5.3.1 – VILA DE AREIAS

O ponto 1 está localizado ao longo do povoado de Areias (Figura 4), localizado

em frente ao Posto Médico, que é bastante frequentado pela população local além

de outras atividades como lazer, lavagem de roupas e animais e trânsito de

embarcações e de turistas.

Figura 4- Povoado de Areias, Fonte: Arquivo pessoal, Agosto de 2011

27

5.3.2 – PROXIMIDADE DO RIO ALMADA

Esta localização ocorre entre o entroncamento do Rio Almada e saída para o

distrito de Sambaituba no município de Ilhéus (Figura 5), onde acontece o encontro

do rio com o mar, uma região de várias Fazendas de cacau, em que a sua principal

atividade econômica é esta monocultura que é circundada por uma topografia

íngreme com vegetação peculiar a da mata atlântica, com árvores de grande porte

servindo de sombreamento para os cacauais.

Figura 5- Proximidade do Rio Almada. FONTE: ARQUIVO PESSOAL, AGOSTO DE 2011

5.3.3 – PROXIMIDADE DA MATA DA LAGOA E DA FAZENDA

No lado oposto do povoado de Areias, estão localizados os pontos 3 e 4, sendo

o Ponto 3 o da região da mata com uma vegetação bastante densa e o ponto 4 na

região da Fazenda de cacau, que foi escolhido pela sua distância em relação às

suas atividades antrópicas, mostrados nas Figuras 6 e 7.

28

Figura 6- Região da Mata FONTE: ARQUIVO PESSOAL, AGOSTO DE 2011.

Figura 7- Região da Fazenda FONTE: ARQUIVO PESSOAL, AGOSTO DE 2011.

5.3.4 – REGIÃO DA CACHOEIRA E REGIÃO CENTRAL DA LAGOA

Duas regiões distintas de coleta, o da cachoeira muito utilizado por turistas,

bastante utilizado para o lazer por se localizar próximo a cachoeira, e a região

central da lagoa onde foi coletadas amostras para se ter uma distribuição de coleta

mais uniforme possível como pode ser visto nas Figuras 8 e 9 respectivamente.

29

Figura 8- Região da Cachoeira

FONTE: Arquivo pessoal, Agosto de 2011

Figura 9- Região Central da Lagoa.

FONTE: Arquivo pessoal, Agosto de 2011

5.4 – PARÂMETROS AMBIENTAIS ESTUDADOS

5.4.1 – pH

O pH é uma medida da atividade de íons de hidrogênio (H+) presentes na água.

Na maioria das águas potáveis, a atividade do íon hidrogênio é quase igual à sua

30

concentração. É um parâmetro importante, em sistemas de águas naturais e em

águas residuais. A faixa de concentração tolerável para a vida biológica em habitats

aquáticos é bastante estreita, assim como no tratamento de águas residuais. Por

exemplo, plantas nitrificantes são atuam em apenas uma faixa estreita de pH de 7,2

a 9,0. Acima de pH 8, a água também pode provocar descamação, bem como

corrosão de estruturas [25].

A Resolução CONAMA 357/2005 estabelece para águas doces pH variando

entre 6 e 9 para todas as classes [26].

5.4.2 – CONDUTIVIDADE ELÉTRICA

A capacidade da água em conduzir a corrente elétrica pode ser expressa

numericamente pela condutividade/salinidade, que está relacionada diretamente

com as concentrações iônicas e temperatura. A condutividade indica a quantidade

de sais presentes na água, fornecendo uma medida indireta da concentração de

poluentes e uma indicação das modificações na composição do corpo d’água.

Concentrações acima de 100µS/cm (micro Siemens/cm) geralmente indicam

ambientes impactados; valores altos podem também indicar características

corrosivas da água. Em ambientes salobros, estuarinos e no mar, a expressão do

resultado de condutividade é mS/cm (mili Siemens/cm). A salinidade absoluta é a

concentração de todos os íons dissolvidos na água e, na prática, não pode ser

medida diretamente, sendo necessária a determinação da salinidade prática (S). É

uma grandeza adimensional, sendo o termo (‰) substituído por Sx10-3. A salinidade

prática pode ser determinada por métodos indiretos relacionados com medições de

propriedades físicas como condutividade, densidade, índice de refração

(refratômetro), entre outros. [27].

A Resolução CONAMA 357/2005 classifica as águas doces em termos de

salinidade conforme Tabela 2.

31

Tabela 2- Limites de Salinidade estabelecidos pelo CONAMA 357/2005

Água Limites de Salinidade (‰)

Doce

Salobra

Salina

< 0,5

>0,5 e < 30

> 30

5.4.3 – OXIGÊNIO DISSOLVIDO

Oxigênio dissolvido (OD) com frequência é a substância fundamental para

determinar a extensão e o tipo de vida em corpos d’água. Deficiência de oxigênio é

fatal para muitos animais aquáticos como peixes, bem como sua presença pode ser

igualmente fatal para muitos tipos de bactérias anaeróbicas. Sem um nível

apreciável de oxigênio dissolvido, muitos tipos de organismos aquáticos, não podem

existir em água. O oxigênio dissolvido é consumido pela degradação da matéria

orgânica na água. A mortandade de peixes são causadas não pela toxicidade direta

de poluentes, mas uma deficiência de oxigênio por causa de seu consumo na

biodegradação de poluentes. A solubilidade do oxigênio na água depende da

temperatura da água, sua pressão parcial na atmosfera e teor de sais na água [3].

A Resolução CONAMA 357/2005 estabelece os valores maiores que 6 mg L-1

para a Classe I, maiores que 5 mg L-1 para a Classe II e maiores que 4 mg L-1 para a

Classe III [26]. Na Tabela 3 é apresentada a concentração de saturação e suas

consequências a peixes da fauna marinha [28].

Tabela 3- Concentração de Saturação de OD e Sobrevivência dos Peixes

Concentração de OD (mg/L) Consequências

4 – 5

2

0

Morrem os peixes mais exigentes

Todos os peixes morrem

Condição Anaeróbica

32

5.4.4 – DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO

Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) é a quantidade de oxigênio consumida

pelo organismo no processo de estabilização de resíduos. Como tal, pode ser

utilizado para quantificar a quantidade ou concentração de substâncias

consumidoras que pode conter um efluente. As substâncias que consomem oxigênio

em um determinado composto são os resíduos de porções carbonadas e

nitrogenados. A porção carbonácea refere-se ao teor em carbono dos resíduos, o

qual reage com oxigênio para produzir CO2. Por outro lado, a porção nitrogenada

(azotada) refere-se ao teor de amoníaco, o qual também reage com o oxigênio

dissolvido [25].

5.4.5 – TEMPERATURA

Este parâmetro é de fundamental importância para os sistemas aquáticos

terrestres, tendo em vista que os organismos possuem diferentes reações às

mudanças de temperatura. Influencia diretamente a velocidade das reações

químicas, solubilidade, viscosidade da água e, portanto, a velocidade de

sedimentação das partículas. A temperatura também pode ser uma substituta para a

mudança de outros parâmetros que ocorrem numa base sazonal semelhante.

Mudanças na alcalinidade, cor, turbidez e concentração de fosfato em águas

eutrofizadas afetam dentre outras, reações de coagulação, propriedades e taxa de

sedimentação [29].

5.5 – PROCEDIMENTOS UTILIZADOS NA COLETA DAS AMOSTRAS

A amostragem foi feita no dias 12 de abril e 15 de agosto de 2011, nos horários

de 09H 18 min e 10H 45 min respectivamente, com o apoio de um barco para a

coleta de amostras de água, os pontos de coleta foram visitados na seguinte ordem

P1, P2, P3, P4, P5, P6, considerados pontos principais e de cada ponto descrito

retirava-se no mínimo 5 outras amostras ao redor daquele ponto. Sendo que para o

mês de Abril foi atribuído as siglas A1 para o ponto 1 principal e as siglas A1A, A1B,

A1C, A1D, A1E para os pontos no entorno do principal, no ponto 2 foram atribuída a

siglas A2 e A2A, A2B, A2C, A2D e A2E, e A2F, para o ponto 3 foram A3, A3A, A3B,

33

A3C, A3D, A3E, para o ponto 4 foram A4, A4A, A4B, A4C, A4D A4E, para o ponto 5

utilizou-se A5, A5A, A5B, A5C, A5D, A5E, no ponto 6 foi utilizado A6 ponto principal

e os demais pontos foram A6A, A6B, A6C, A6D, A6E, A6F, A6G. No mês de Agosto

foi atribuído as seguintes siglas B1 para o ponto principal e B1A, B1B, B1C,B1D,

B1E para os demais pontos, para o ponto 2 foi utilizado B2, B2A, B2B, B2C, B2D,

B2E, B2F, no ponto 3 foi utlizado B3, B3A, B3B, B3C, B3D, B3E, para o ponto 4, B4,

B4A, B4B, B4C,B4D, B4E, e no ponto 5 utilizou-se B5, B5A, B5B, B5C, B5D, B5E e

para o ponto 6, B6, B6A, B6B, B6C, B6D, B6E, B6F, B6G. Outras amostras dos

mesmos pontos foram coletadas para se obter medidas de cátions e ânions, sendo

que apenas os pontos P1, P2, P3 P4, P5, P6 foi utilizados para se obter medidas em

um cromatógrafo iônico na UFBA em Salvador.

A coleta de amostras foi realizada utilizando-se frascos de polietileno

esterilizados imersos em um banho de HNO3 a 10%, em um período de 24 h, com

capacidade de 250 mL. A coleta foi feita a uma profundidade de 30 cm da superfície

Figura 10. Foi levada em consideração a limpeza de frascos e tampas, pois é de

suma importância para impedir a introdução de contaminantes nas amostras. São

necessários cuidados especiais para evitar a utilização de materiais de limpeza cuja

fórmula contenha as substâncias que se quer determinar na amostra de água. O

exemplo mais comum desse tipo de interferência é o uso de sabões com fosfato,

quando se quer determinar esse constituinte, deve-se então descontaminar

utilizando solução de ácido nítrico.

No caso da necessidade da análise de macronutrientes, como os sais

dissolvidos de nitrogênio e fósforo, a descontaminação dos frascos de coleta com

uma solução de ácido clorídrico a 5% pode ser suficiente. Alguns cuidados na

coleta: as amostras não devem incluir partículas grandes, detritos, folhas ou outro

tipo de material acidental; para minimizar a contaminação da amostra convém

recolhê-la com a boca do frasco de coleta contra a corrente; a parte interna dos

frascos e do material de coleta, assim como tampas, não podem ser tocados com a

mão ou ficar expostos ao pó, fumaça e outras impurezas (gasolina, óleo, e fumaça

de exaustão de veículos podem ser grandes fontes de contaminação de amostra).

Recomenda-se, portanto, que os coletores mantenham as mãos limpas ou usem

luvas plásticas (cirúrgicas e não coloridas) e não fumem durante a coleta das

34

amostras; imediatamente após a coleta, as amostras devem ser colocadas ao abrigo

de luz solar; as amostras devem ser acondicionadas em caixa de isopor com gelo;

registrar todas as informações de campo como: Identificação do ponto de

amostragem e sua localização (profundidade); tipo de amostragem (efluente

industrial água de rio, potável, poço, etc.); condições meteorológicas nas últimas 24

horas, como chuvas; nome do responsável pela coleta, endereço e telefone [27].

Figura 10- Coleta de amostras

Fonte: Arquivo pessoal, Agosto de 2011.

Em seguida, cada amostra foi etiquetada e colocada em caixa de isopor com

gelo para a sua refrigeração até a chegada no laboratório de Química Analítica na

UFBA em Salvador para serem realizadas as medidas de metais traço. No momento

da campanha foi determinada a temperatura, pH e oxigênio dissolvido (OD). Os

métodos utilizados para as referidas análises são representados na Tabela 4.

35

Tabela 4- Equipamentos e Métodos Utilizados nos Ensaios

Parâmetro Método Referência

Temperatura

pH

Condutividade Elétrica

Oxigênio Dissolvido

Termômetro

pHmetro

Condutivímetro de célula

Oxímetro

APHA 2130B

DIGIMED - DM 20

DIGIMED – DM 3

YS1 55 - DIGITAL

6 – EXPERIMENTAL

6.1- INSTRUMENTAÇÃO

Foi utilizada a Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente

Acoplado (ICP-MS) Thermo Scientific X-SERIES 2 ICP-MS (Alemanha), com

analisador quadrupolo e equipado com célula de colisão e reação. O emprego desta

Técnica permitiu a determinação de elementos-traço em água com elevada

sensibilidade e ampla faixa de linearidade.

6.2 – REAGENTES E SOLUÇÕES

Todos os reagentes utilizados foram de grau analítico e todas as soluções

foram preparadas com água deionizada por um sistema Milli-Q (Millipore, Berford,

MA, USA, com resistividade igual 18,2 MΩ cm-1).

6.3 – LIMPEZA DO MATERIAL

Toda a vidraria e os materiais de laboratório foram lavados, por imersão em 10

% HNO3 por 24 horas e enxaguados com água deionizada, colocados para secar em

uma caixa de plástico limpa com papel toalha, também no período de 24 horas para

que se pudesse reutilizá-los.

6.4 – PREPARO DE AMOSTRAS COM BLOCO DIGESTOR E DEDO FRIO

Todas as amostras estavam acondicionadas na geladeira, sendo retiradas e os

frascos colocados na bancada. Cerca de 5 mL de cada amostra foi adicionado a

cada tubo digestor, seguido de 2 mL de HNO3 ultra puro, os tubos foram tampados,

36

usando dedo frio com água em temperatura ambiente e levados a tubo digestor por

2 horas a uma temperatura de 120°C. Feito isto, os tubos foram retirados e esperou-

se o resfriamento. As soluções finais foram transferidas para tubos falcon, onde

foram avolumadas para 10 mL e em seguida levadas para determinação do

conteúdo total no ICP-MS.

6.5 – PREPARAÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DE CÁTIONS E ÂNIONS

As soluções utilizadas durante os experimentos foram preparadas com água

ultrapura com resistividade 18,2 MΩ cm a 25°C e condutividade 0,054 μS cm-1 a

25ºC obtida pelo sistema de purificação Milli-Q (Millipore Corporation, U.S.A.). As

soluções analíticas para os analitos estudados foram preparadas a partir de

reagentes com grau analítico (Merck e J. T. Baker). As soluções-estoque dos

analitos foram preparadas na concentração de 1000 mg L-1, servindo de base para

posteriores diluições em outros testes durante o processo.

Os eluentes do sistema cromatográfico eram preparados também com água

ultra pura obtida pelo sistema de purificação Milli-Q. Para o sistema de ânions foi

utilizado apenas água ultra pura, pois o mesmo possui sistema interno de geração

de eluente (KOH). Para o sistema de cátions foi utilizado ácido sulfúrico grau

analítico da J. T. Baker.

6.6 – CROMATOGRAFIA DE ÍONS

Para a determinação dos analitos na amostra foi utilizado cromatógrafo de íons

com duplo canal e detector de condutividade DIONEX modelo ICS-1100 e ICS-2100,

para cátions e ânions respectivamente, com injetor automático modelo AS-DV 40, e

sistema de regeneração eluentes, ambos da DIONEX. Este equipamento funciona

em dois modos, isocrático e em gradiente, o modo isocrático é possível para ambos

os canais, no entanto o modo de gradiente é possível apenas para o módulo ICS-

2100 (ânions), uma vez que o mesmo possui gerador interno de eluente. As colunas

utilizadas neste sistema foram da marca DIONEX modelo ÍonPac AS11-HC

Analytical Column, 2 × 250 mm e IonPac AG11-HC Guard Column: 2 × 50 mm, para

37

ânions e IonPac CS16 Analytical Column: 3 × 250 mm e IonPac CG16 e Guard

Column: 3 × 50 mm, para cátions.

A determinação dos ânions fluoreto, lactato, acetato, propionato, formiato,

butirato, piruvato, cloreto, nitrato, succinato, sulfato, oxalato, fosfato e citrato foi feita

simultaneamente com os cátions lítio, sódio, potássio, amônia, magnésio e cálcio

utilizando metodologia isocrática, com a injeção simultânea de um volume total de

amostras ou soluções padrões de 0,5 mL.

6.6 – TITULAÇÃO

A alcalinidade é determinada fazendo a titulação de 100 mL de água, numa

cápsula ou copo à qual se juntam 3 gotas de alaranjado de metila com HCl 0,1 mol

L-1 até observar viragem do indicador. O volume adicionado de ácido até a viragem

do indicador corresponde a grosso modo, ao pH de neutralização do Bicarbonato.

Para valores próximos de pH 4,5 corresponde aproximadamente ao ponto

equivalente para a conversão do íon Bicarbonato em ácido carbônico. O alaranjado

de metila só muda de cor quando todo o carbonato estiver completamente

neutralizado. Expresso em mg L-1 CaCO3, este método permite obtenção de valores

na entre 0,5 e 500 mL de CaCO3.

7 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

7.1 – ANÁLISE DE DADOS HIDROQUÍMICOS

Na Hidroquímica é realizada a comparação de distintos grupos de águas

quanto a cátions e ânions dominantes. Utiliza-se frequentemente o Diagrama de

Piper para obtenção da classificação destes grupos. O programa AquaChem 3.70

gera o diagrama de Piper e mostra a classificação das amostras segundo esse

critério. A representação gráfica pode evidenciar possíveis relações entre os íons de

uma mesma amostra. Dentre as opções gráficas, tem-se a de desenhar as linhas de

grade, manter visível às classificações e mostrar a distribuição percentual das

amostras nos diversos campos. Outra ferramenta importante é a seleção de um ou

38

grupo de amostras, permitindo por em destaque um determinado alvo em estudo. Os

diagramas de Piper, também chamados de diagramas trilineares, são extraídos

plotando as proporções dos cátions principais (Ca2+, Mg+2, Na+ + K+) e dos ânions

principais (HCO3-, Cl-, SO4

2-) em dois diagramas triangulares respectivos, e

combinando as informações dos dois triângulos em um losango situado entre os

mesmos. As proporções são traçadas nos gráficos triangulares e suas escalas, para

a proporção das variáveis, correspondem a 100 por cento. Os gráficos mostram as

proporções relativas dos íons, mas não suas concentrações absolutas [30-3132].

Se algum cátion ou ânion perfaz mais de 50% do conteúdo iônico total, a água

é classificada por esta espécie predominante. Quando isto não acontece, a água é

classificada pelos dois mais abundantes. Outro íon de menor interesse, quando em

concentração alta também pode entrar na denominação [33]. Neste trabalho, para a

denominação da água, foram considerados somente o cátion e ânion dominante.

Para a interpretação dos dados, inicialmente foi construído o diagrama

hidroquímico de Piper, permitindo caracterizar as águas dos rios e dos afluentes

quanto aos íons dominantes. Pode ser observado na Tabela 5 e Figura 11 que as

águas da Lagoa Encantada correspondem às águas cloretadas sódicas, contudo,

apenas o ponto 2 não apresentou tal classificação, onde, nenhum dos elementos

apresentaram concentrações acima de 50% para os cátions e para os ânions,

caracterizando-o como de águas mistas.

Tabela 5- concentração dos cátions e ânions (meq L-1)

Nome Na + K Ca Mg Cl CO2 + HCO3 SO4 CE

Ponto 01 0,660 0,200 0,238 0,243 0,180 0,029 45,6

Ponto 02 0,579 0,309 0,650 0,155 0,131 0,010 46,6

Ponto 03 0,592 0,095 0,230 0,266 0,213 0,017 47,0

Ponto 04 0,582 0,264 0,263 0,266 0,180 0,021 47,0

Ponto 05 0,612 0,409 0,173 0,266 0,197 0,025 47,9

Ponto 06 0,579 0,294 0,214 0,223 0,192 0.021 47.6

39

Figura 11- Classificação hidroquímica das águas da Lagoa Encantada.

7.2 – PARÂMETROSDE QUALIDADE DA ÁGUA

A água contém, geralmente, diversos componentes, os quais provêm do

próprio ambiente natural ou foram introduzidos a partir de atividades humanas. Para

caracterizar uma água, são determinados diversos parâmetros, os quais

representam as suas características físicas, químicas e biológicas. Esses

parâmetros são indicadores da qualidade da água e constituem impurezas quando

alcançam valores superiores aos estabelecidos para determinado uso. Os principais

indicadores de qualidade da água serão discutidos a seguir, considerando os

aspectos físicos, químicos e biológicos.

7.2.1 – CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DA ÁGUA (CE)

A análise por pontos não mostrou diferença entre os valores encontrados, na

Tabela 6 é mostrada a variação no valor da CE, onde o maior valor encontrado foi

40

no ponto 2 devido a proximidade do rio Almada em que, possivelmente, íons podem

ser carreados em períodos de cheia podendo acontecer o encontro desses íons

trazidos para a lagoa. Portanto estes valores obtidos para CE segundo o CONAMA

estão classificados como água doce.

7.2.2 – pH

Todos os valores obtidos para o pH durante as coletas estavam com valores

próximos de 6 e inferiores a 9, portanto, dentro da faixa estabelecida pela Resolução

CONAMA 357/2005 para águas doces. O menor valor de pH foi encontrado no

Ponto de Coleta 5 próximo a Fazenda provavelmente devido a existência de material

orgânico em decomposição (árvores submersas).

Os maiores valores foram encontrados no ponto 1 e 6 próximos a atividades

antrópicas desenvolvidas nas margens da vila da lagoa e de passeios turísticos.

7.2.3 – TEMPERATURA

A medida da intensidade de calor é um parâmetro importante, pois influi em

algumas propriedades da água (densidade, viscosidade, oxigênio dissolvido), com

reflexos sobre a vida aquática. A temperatura pode variar em função de fontes

naturais e antrópicas. Com base na tabela observa-se a temperatura variando entre

25°C e 27°C, não trazendo maiores danos ao meio aquático.

7.2.4 – OXIGÊNIO DISSOLVIDO

Com relação ao oxigênio dissolvido encontrado na Lagoa, os valores obtidos

são considerados satisfatórios, variando entre 15,1 mg L-1 a 22,0 mg L-1. Segundo a

resolução do CONAMA o valor de OD nunca deverá ser inferior a 6 mg L-1 de O2

para água doce.

7.2.5 – DBO

Conforme Resolução CONAMA 357/2005, os rios são classificados em classes

diferentes baseado em características físico-químicas e microbiológicas e um dos

41

parâmetros diferenciais é a DBO5. Segundo esta norma, rios classe 1 devem

apresentar DBO5 < 3 mg L-1, rios classe 2 devem apresentar DBO < 5 mg L-1 e rios

classe 3 devem apresentar DBO < 10 mg L-1 O2. A Demanda Bioquímica de

Oxigênio DBO apresentou valores abaixo de 5 mg L-1 estabelecido pela resolução

CONAMA, mostrando uma boa qualidade de água encontrada na Lagoa Encantada.

7.3 – ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS (PCA)

Na Tabela 6 são mostrados os resultados obtidos para as variáveis CE (μS

cm-1), Temperatura (°C), DBO (mg L-1), sódio, amônio, magnésio, potássio, cálcio,

cloreto sulfato, oxalato, cobalto, zinco, estrôncio e chumbo (µg L-1) e Tabela 7 suas

respectivas médias.

Devido ao considerável número de variáveis envolvidas, a avaliação

hidroquímica das águas da Lagoa Encantada, foi realizada através de PCA e HCA e

os resultados são mostrados na Figura 12.

42

Tabela 6- Resultados obtidos para os parâmetros Físico – Químicos e macro nutrientes em água

Amostra CE pH Temp DBO OD Na NH4 Mg K Ca Cloreto Sulfato Oxalato

A1 45,6 5,5 29,0 4,38 16,9 8048,2 125,4 2675,4 8325,9 2824,4 7016,4 1014,2 642,3

A2 46,6 5,4 27,5 4,78 18,2 10630,2 128,3 7643,3 1058,3 3960,4 4620,6 375,2 168,9

A3 47,0 5,6 28,4 4,54 22,0 6870,3 135,5 2910,6 8491,0 1428,4 6501,2 523,3 535,2

A4 47,0 5,7 26,7 4,63 19,0 7048,0 39,4 3428,9 8826,5 4935,7 7141,1 921,6 498,8

A5 47,9 5,7 27,4 4,20 21,0 6849,3 2,6 1823,3 10419,3 7568,3 7915,1 1041,6 489,9

A6 47,6 5,5 27,5 4,38 17,3 6325,7 9,5 2341,1 9398,3 3850,2 8031,4 921,3 608,3

B1 54,9 5,4 27,0 4,21 15,7 9015,4 138,7 2874,8 10475,5 3964,4 8614,7 1375,8 603,4

B2 56,5 5,2 25,6 4,64 15,1 12651,4 144,2 7850,4 1244,5 6167,7 5817,6 495,6 145,1

B3 53,7 5,0 25,3 4,53 19,3 7504,0 149,7 2811,8 10441,2 1934,6 8003,4 766,4 310,2

B4 55,2 5,3 25,0 4,58 17,5 7469,0 28,7 3226,9 9945,7 5288,7 8042,1 1029,1 526,1

B5 53,5 4,7 25,9 4,29 22,0 6643,9 1,7 2124,2 12717,6 8164,6 8038,8 1189,3 624,9

B6 55,3 5,7 26,0 4,52 16,4 6641,7 11,5 2644,4 11434,4 5850,3 7933,0 955,1 305,8

Tabela 7- Média dos resultados obtidos dos parâmetros Físico-Químicos e macronutrientes

Amostra CE pH Temp DBO OD Na NH4+ Mg K Ca Cloreto Sulfato Oxalato

A1A3A4A5A6 37,4 5,6 27,8 4,4 19,2 4.209,1 62,4 1.471,6 9.092,2 4.121,4 6.187,5 1.159,5 554,9

A2 46,6 5,4 27,5 4,7 18,2 10.630,2 128,3 7.643,3 1.058,3 3.960,4 4.620,6 523,3 535,2

B1B3B4B5B6 54,5 5,2 25,8 4,4 18,1 7.454,8 66,0 2.736,4 11.002,9 5.040,5 8.126,4 1.069,7 474,1

B2 56,5 5,2 25,6 4,6 15,1 12.651,4 144,2 7.850,4 1.244,5 6.167, 5.817,6 495,6 145,1

43

Temp

CE

OD

pH

DBO

NH4+

Mg

K Ca

Cloreto

Sulfato

Oxalato

Na

-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0

Factor 1 : 56,32%

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

Fa

cto

r 2

: 2

0,0

4%

Temp

CE

OD

pH

DBO

NH4+

Mg

K Ca

Cloreto

Sulfato

Oxalato

Na

Figura 12- PCA para os parâmetros físico-químicos e macronutrientes

Na primeira PC que corresponde a 56,32% da informação, é possível perceber

a correlação entre os elementos Na e Mg dissolvidos das águas da Lagoa

Encantada com a variável DBO. Isto sugere que quanto maior os valores de DBO,

maior é a concentração de nutrientes, com especial destaque para o Ponto 2 tido

como exutório da lagoa, onde espera-se uma maior concentração de nutrientes,

considerando que às margens da mesma localizam-se uma comunidade sem

infraestrutura de saneamento básico. As variáveis K, cloreto, oxalato e sulfato

tendem a formar um grupo na PCA, todavia, existem fortes correlações entre o K e o

cloreto e, entre o oxalato e sulfato.

Na segunda PC que corresponde a 20,04% da informação, as variáveis OD e

NH4+ são explicadas. O pH e a temperatura estão correlacionados, possivelmente

devido a múltiplos fenômenos tais como alterações na solubilidade dos sólidos, na

formação de íons complexos, além de taxas de difusão dos gases dissolvidos e

espécies em soluções.

Na Tabela 8 são mostrados os pesos dos parâmetros físico-químicos

apresentados na Figura 12.

44

Tabela 8- Tabela de pesos para os parâmetros físico-químicos

Parâmetro PC1 PC2 PC3 PC4

Temp 0,788122 0,563958 0,049603 -0,240271 CE -0,110886 -0,468262 -0,104801 -0,867560 OD -0,473472 -0,725388 0,362144 -0,179658 pH 0,798719 0,426024 -0,300634 -0,219885

DBO 0,786209 -0,571734 0,195748 0,083763 NH4

+ 0,378515 -0,762121 -0,438992 0,287709

Mg 0,936571 -0,288055 0,190007 0,011444 K -0,932770 0,327502 -0,120330 -0,014699 Ca 0,061893 0,392509 0,914576 -0,024133

Cloreto -0,962720 0,021135 -0,229401 -0,068088 Sulfato -0,923846 -0,169703 0,266672 -0,056785 Oxalato -0,843662 -0,189822 0,292223 0,159438

Na 0,906395 -0,207131 0,329206 0,002796

Na Figura 13 é apresentada a PCA para os pontos amostrais nas campanhas

de abril (A) e agosto (B).

A1

A2

A3

A4A5

A6

B1

B2

B3

B4B5

B6

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

PC1: 45,75%

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

PC

2:

21,9

2%

A1

A2

A3

A4A5

A6

B1

B2

B3

B4B5

B6

Figura 13- PCA dos pontos amostrais - campanhas abril (A) e agosto (B)

45

Os pontos amostrais A1, A4, A5 e A6, apresentam significativa associação, a

distância relativa entre os pontos A1 e A4, possivelmente está relacionado às

maiores concentrações de NH4 no Ponto 1. Observa-se ainda um distanciamento

entre os Pontos A2 e A3, e estes em relação aos demais, isto ocorre em devido as

elevadas concentrações de metais pesados no Ponto A3 e as altas concentrações

de Na, Mg, e DBO no Ponto A2 em relação aos demais pontos amostrais e entre si.

As características supracitadas também são aplicadas aos pontos B, com a

diferença temporal relacionadas à época das chuvas. Uma melhor visualização das

campanhas são apresentadas nas Figuras 14 e 15. Na Figura 16 é apresentado o

dendograma dos pontos amostrais, os quais corroboram os resultados obtidos na

PCA da Figura 13.

Figura 14- PCA dos objetos (pontos amostrais) campanha de abril (A)

A1

A2

A3

A4

A5

A6

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

PC1: 56,09%

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

PC

2:

22

,10

%

A1

A2

A3

A4

A5

A6

46

B1

B2

B3

B4

B5

B6

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7

PC1: 53,28%

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

PC

2: 18,7

9%

B1

B2

B3

B4

B5

B6

Figura 15- PCA dos objetos (pontos amostrais) campanha de agosto (B)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Distância da ligação

B2

A2

B5

A5

B6

A6

B4

A4

B3

A3

B1

A1

Figura 16- Dendrograma dos pontos amostrais.

47

A análise de agrupamento é uma técnica multivariada que utiliza a similaridade

entre indivíduos para classificá-los hierarquicamente em grupo considerando-se

simultaneamente todas as variáveis para cada indivíduo. O dendrograma da Figura

16 corrobora os dados obtidos na PCA, os quais demonstram similaridade para

todos os pontos amostrais, diferenciando-se apenas a campanha, A ou B. No HCA

mostrado na Figura 17 é apresentado as variáveis

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Distância de Ligação

Oxalato

Sulfato

Cloreto

K

OD

CE

Ca

NH4+

Na

Mg

DBO

pH

Temp

Figura 17- Dendrograma para as variáveis estudadas Vale ressaltar que a associação do Ca ao primeiro agrupamento era de se

esperar, visto que esse elemento contribui para salinidade e dureza da água

juntamente com os demais cátions no Ponto 3, onde a proximidade dessas águas à

fazendas da região onde atividades de fertilização devem estar contribuindo.

7.4 DETERMINAÇÃO DE ELEMENTOS-TRAÇO

Os resultados obtidos de elementos traço são apresentados na Tabela 9, os

quais servirão de parâmetro acerca da concentração destes metais com possíveis

avaliações futuras, em virtude de ação antrópica provocada por mineradora.

48

Tabela 9- Resultados obtidos para determinação dos elementos por ICP-MS (n=3) e concentrações obtidas em µg L-1.

Amostra Ni Co Cu Zn As Sr Mo Cd Sb Pb U

A1 1,893 0,031 2,733 1,190 0,009 1,536 0,165 0,024 0,034 0,069 0,050 A1A 1,466 0,015 1,744 1,200 0,018 1,211 0,078 0,023 0,012 0,056 0,017 A1B 1,152 0,064 1,522 6,130 0,038 1,045 0,054 0,012 0,023 0,086 0,009 A1C 1,188 0,090 1,582 2,600 0,033 1,227 0,045 0,013 0,043 0,056 0,011 A1D 1,911 0,025 2,678 1,873 0,031 1,402 0,077 0,021 0,019 0,043 0,018 A1E 1,352 0,024 2,327 1,210 0,432 1,197 0,099 0,016 0,033 0,036 0,019 A2 1,345 0,002 1,188 0,645 0,198 0,493 0,074 0,050 0,016 0,014 0,019

A2A 1,837 0,011 2,624 2,383 0,155 1,102 0,098 0,029 0,009 0,061 0,020 A2B 0,894 0,014 1,942 1,220 0,666 0,718 0,093 0,063 0,045 0,023 0,019 A2C 0,946 0,004 1,179 1,210 0,378 0,503 0,121 0,043 0,015 0,013 0,018 A2D 1,175 0,010 3,185 0,980 0,121 1,092 0,123 0,056 0,078 0,043 0,017

A2E 0,965 0,001 1,345 0,356 0,123 0,221 0,122 0,081 0,077 0,007 0,019

A2F 0,703 0,015 1,570 1,288 0,095 0,634 0,943 1,009 0,202 0,040 0,022 A3 0,792 0,004 1,618 1,210 0,099 1,016 0,990 0,028 0,045 0,034 0,016

A3A 1,117 0,006 0,951 3,690 0,087 0,413 0,098 0,018 0,018 0,033 0,016

A3B 1,247 0,001 1,168 1,220 0,065 0,633 0,067 0,045 0,019 0,045 0,015 A3C 0,373 0,001 0,836 1,220 0,123 0,185 0,187 0,056 0,044 0,046 0,018 A3D 0,547 0,020 0,589 3,130 0,078 0,258 0,089 0,017 0,078 0,056 0,017 A3E 0,865 0,009 1,339 1,210 0,091 1,057 0,076 0,045 0,065 0,034 0,018 A4 0,824 0,004 1,226 0,991 0,216 0,875 0,172 0,844 0,045 0,067 0,015

A4A 0,742 0,001 1,540 0,919 0,141 0,771 0,234 0,516 0,007 0,049 0,006 A4B 0,553 0,005 1,510 1,200 0,155 0,778 0,177 0,401 0,021 0,053 0,010 A4C 0,666 0,002 1,781 1,220 0,096 1,061 0,132 0,299 0,035 0,065 0,011 A4D 0,803 0,004 1,809 1,220 0,321 0,954 0,143 0,334 0,065 0,078 0,009

A4E 0,752 0,002 1,685 1,210 0,163 0,851 0,201 0,332 0,045 0,023 0,008

49

A5 0,729 0,150 1,368 1,230 0,872 0,497 0,343 0,043 0,043 0,045 0,017 A5A 0,460 0,150 0,827 1,095 0,782 0,386 0,359 0,019 0,087 0,024 0,014 A5B 0,478 0,151 0,996 2,264 0,915 0,627 0,825 0,015 0,067 0,031 0,012 A5C 0,749 0,166 1,561 1,181 0,915 0,527 0,222 0,045 0,044 0,049 0,008 A5D 0,456 0,140 1,497 2,146 0,756 0,611 0,476 0,065 0,059 0,074 0,021 A5E 0,566 0,160 1,099 1,210 0,153 0,743 0,234 0,067 0,054 0,065 0,013

A6 0,887 0,150 1,766 1,220 0,543 1,040 0,067 0,043 0,287 0,078 0,007

A6A 0,826 0,162 1,836 2,870 0,023 0,177 0,014 0,023 0,121 0,088 0,009 A6B 0,664 0,150 1,174 1,210 0,032 0,354 0,054 0,018 0,178 0,076 0,013 A6C 0,480 0,160 0,715 1,554 0,016 0,341 0,054 0,022 0,176 0,063 0,014

A6D 0,828 0,156 1,445 1,817 0,054 0,302 0,043 0,054 0,112 0,064 0,014

A6E 0,726 0,160 0,606 1,210 0,067 0,337 0,044 0,022 0,225 0,063 0,022 A6F 0,710 0,150 1,742 2,612 0,023 0,601 0,021 0,034 0,187 0,062 0,016 A6G 0,684 0,165 0,905 1,220 0,054 0,517 0,054 0,045 0,144 0,004 0,018 B1 5,282 0,094 0,732 14,230 0,102 4,080 0,092 0,016 0,027 0,166 0,028

B1A 6,628 0,063 0,326 13,160 0,487 3,050 0,098 0,009 0,010 0,172 0,011 B1B 3,963 0,045 0,690 17,765 0,543 6,198 0,091 0,009 0,018 0,305 0,008 B1C 5,441 0,060 0,170 13,300 0,779 2,360 0,071 0,010 0,037 0,148 0,009 B1D 5,018 0,081 0,409 17,630 0,616 4,310 0,082 0,016 0,026 0,366 0,005 B1E 6,896 0,116 0,560 14,850 0,715 4,990 0,067 0,024 0,041 0,389 0,011 B2 7,319 0,100 1,407 12,160 0,401 16,420 0,067 0,009 0,014 0,216 0,007

B2A 7,083 0,088 1,219 15,960 0,576 13,250 0,068 0,010 0,017 0,305 0,006

B2B 8,780 0,096 1,736 19,400 0,928 11,230 0,159 0,094 0,074 0,397 0,059

B2C 6,020 0,171 3,799 15,700 0,582 16,091 0,567 0,053 0,021 0,295 0,095

B2D 8,097 0,145 1,245 14,200 0,421 13,860 0,129 0,038 0,018 0,160 0,030 B2E 4,124 0,073 1,123 13,650 0,679 14,364 0,122 0,067 0,056 0,153 0,003 B2F 4,630 0,647 1,057 19,000 0,112 12,040 0,365 0,018 0,017 0,243 0,024

50

B3 4,670 0,099 0,153 12,200 0,112 15,020 0,121 0,017 0,039 0,182 0,006 B3A 6,768 0,079 0,041 14,520 0,172 15,800 0,169 0,003 0,009 0,236 0,005 B3B 5,493 0,066 0,072 16,000 0,204 18,748 0,045 0,016 0,014 0,282 0,004 B3C 4,683 0,072 0,100 16,350 0,333 14,926 0,124 0,011 0,027 0,177 0,004 B3D 4,708 0,051 0,040 14,010 0,125 17,521 0,085 0,007 0,024 0,104 0,004 B3E 5,980 0,067 0,068 10,370 0,152 16,050 0,076 0,011 0,021 0,248 0,006

B4 9,070 0,053 0,358 18,200 0,443 12,890 0,520 0,500 0,037 0,151 0,019

B4A 8,670 0,073 0,465 21,860 0,225 11,430 0,307 0,401 0,013 0,191 0,011 B4B 5,068 0,062 0,342 21,130 0,248 13,838 0,377 0,314 0,002 0,239 0,005 B4C 6,805 0,082 0,558 19,470 0,102 15,150 0,535 0,246 0,017 0,168 0,005

B4D 5,915 0,079 0,328 19,630 0,469 14,200 0,412 0,460 0,052 0,096 0,005

B4E 6,746 0,085 0,424 20,142 0,283 13,290 0,493 0,418 0,029 0,331 0,011 B5 6,349 0,060 0,041 5,798 1,071 18,902 0,268 0,024 0,028 0,575 0,006

B5A 3,841 0,044 0,042 4,426 0,859 17,724 0,421 0,021 0,046 0,374 0,004 B5B 4,717 0,076 0,055 5,145 1,254 16,010 0,368 0,021 0,056 0,606 0,006 B5C 6,451 0,098 0,040 4,860 1,423 17,380 0,199 0,025 0,028 0,549 0,010 B5D 7,024 0,077 0,042 3,150 0,849 17,520 0,537 0,017 0,042 0,349 0,007 B5E 5,727 0,056 0,041 3,319 0,903 15,380 0,358 0,014 0,071 0,588 0,007 B6 5,112 0,085 0,026 18,420 0,060 16,080 0,067 0,034 0,139 0,383 0,007

B6A 6,383 0,063 0,023 15,170 0,080 13,590 0,078 0,035 0,137 0,145 0,007 B6B 4,758 0,047 0,041 16,220 0,019 15,463 0,015 0,012 0,091 0,163 0,002 B6C 4,035 0,029 0,042 15,961 0,021 15,559 0,039 0,010 0,099 0,133 0,002

B6D 4,891 0,057 0,042 16,420 0,011 17,040 0,040 0,047 0,115 0,190 0,002

B6E 4,089 0,032 0,049 16,361 0,046 15,648 0,023 0,017 0,149 0,221 0,001

B6F 5,270 0,053 0,056 15,108 0,039 16,580 0,044 0,027 0,189 0,347 0,004 B6G 4,579 0,039 0,041 18,161 0,019 16,929 0,031 0,016 0,107 0,253 0,003

51

A correlação entre os elementos dissolvidos (metais traços) das águas da

Lagoa Encantada (Figura 18), dispostos na PCA demonstram que os elementos

níquel, zinco, estrôncio e chumbo estão associados. Observa-se ainda que para os

elementos estrôncio e cobre não existe associação, sendo estes os elementos que

promovem a diferenciação nas características hidroquimicas das águas da Lagoa

Encantada considerando as concentrações de metais traços.

Ni Co

Cu

Zn

As

Sr

Mo

Cd

Sb

Pb

U

-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0

PC1 : 34,74%

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

PC

2 :

15

,77

% Ni Co

Cu

Zn

As

Sr

Mo

Cd

Sb

Pb

U

Figura 18- PCA considerando os metais traço

Os resultados apresentados são corroborados pelos resultados do HCA,

apresentados no dendograma da Figura 19.

52

Cd Mo U Cu Sb Co As Pb Sr Zn Ni0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Dis

tân

cia

da L

igaçã

o

Figura 19- Dendrograma para os metais traço

Percebe-se com os resultados obtidos no dendograma a formação de dois

grandes agrupamentos, onde os elementos Cd, Mo, U, Cu, Sb e Co e aqueles

anteriormente associados na PCA, Pb, Sr, Zn, Ni, mais As, que não aparece

anteriormente, mas revelada no HCA.

Em relação à avaliação das concentrações dos elementos dissolvidos, os

resultados encontrados na campanha de abril para os pontos amostrais A4, A6, A5 e

A1 (Figura 13), apresentam significativa associação. Outro fator a ser considerado

foi o distanciamento entre os Pontos A2 e A3, e estes em relação aos demais,

possivelmente pelas elevadas concentrações de metais traços no Ponto A3 e as

altas concentrações de Na, Mg e DBO no Ponto A2 em relação aos demais pontos

amostrais e entre si. Vale ressaltar, que os resultados encontrados para os

elementos dissolvidos nas coletas realizadas em agosto, foram semelhantes aos

resultados observados em abril.

Na Figura 20 é apresentada a PCA para todos os pontos de coleta, sendo

estes amostrados na periferia dos pontos de coleta principais, na campanha de abril

e de agosto.

53

Observa-se que existe um distanciamento entre os resultados observados nas

coletas de agosto, isto se deve às maiores concentrações de metais traço nas águas

da Lagoa Encantada (Tabela 9), estando associado ao período de chuvas que

ocorreram na região no período de coleta, onde possivelmente, processos de

lixiviação contribuíram para a elevação desses elementos nas águas analisadas. O

distanciamento do ponto B2 em relação aos demais é em virtude das elevadas

concentrações de zinco e estrôncio, entretanto, como forram realizadas coletas na

periferia dos pontos principais, o destaque para o ponto B2C (Figura 29) não era de

se esperar, onde, tal resultado, possivelmente esteja relacionado com a

hidrodinâmica lacustre.

A1

A1AA1BA1C

A1DA1E

A2

A2AA2BA2C A2D

A2E

A2FA3

A3AA3BA3CA3D

A3E

A4A4AA4BA4CA4DA4E

A5

A5A

A5B

A5C

A5D

A5E

A6A6AA6BA6C

A6DA6E

A6FA6G

B1B1AB1BB1CB1D

B1EB2B2A

B2B

B2C

B2D

B2E

B2F

B3B3A

B3B B3CB3D

B3E

B4

B4AB4BB4CB4DB4E

B5B5A

B5BB5C B5DB5E

B6 B6AB6BB6CB6DB6EB6FB6G

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

PC1: 34,74%

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

PC

2: 15,7

7%

A1

A1AA1BA1C

A1DA1E

A2

A2AA2BA2C A2D

A2E

A2FA3

A3AA3BA3CA3D

A3E

A4A4AA4BA4CA4DA4E

A5

A5A

A5B

A5C

A5D

A5E

A6A6AA6BA6C

A6DA6E

A6FA6G

B1B1AB1BB1CB1D

B1EB2B2A

B2B

B2C

B2D

B2E

B2F

B3B3A

B3B B3CB3D

B3E

B4

B4AB4BB4CB4DB4E

B5B5A

B5BB5C B5DB5E

B6 B6AB6BB6CB6DB6EB6FB6G

Figura 20 - PCA considerando todos os pontos amostrais - abril (A) e agosto (B).

58

8 - CONCLUSÃO

As informações obtidas com a realização desse trabalho mostram, de

uma maneira geral, indícios de uma boa qualidade de água do ecossistema

aquático da Lagoa Encantada. Sendo susceptível a impactos locais devido às

atividades antrópica desenvolvidas no entorno da mesma. A ferrovia da

integração oeste-leste tenderá a impactar a região da Lagoa, a qual servirá de

base para escoamento de minério e produtos agrícolas da região oeste.

A análise dos dados relativos aos parâmetros de qualidade da água

obtidos neste trabalho durante o período de coleta permite concluir que, todos

os valores obtidos para o pH estiveram próximos do intervalo estabelecido pela

Resolução CONAMA 357/2005 para águas doces, variando de 4,7 a 5,7 sendo

observado o menor valor no ponto AG5 que fica nas proximidade de fazendas

devido restos de materiais em decomposição.

Em relação à condutividade elétrica (CE), observou-se que os valores

estão bem abaixo no que representa o limite de condutividade elétrica para

águas doces que é < 1070, sendo que houve uma variação entre 50,8 μS cm-1

e 56,5 μS cm-1, sendo que o maior valor encontrado foi no ponto AG2 devido a

elevada concentração de Na, Mg e CE neste ponto amostral.

Em relação ao oxigênio dissolvido (OD) e DBO observou-se que todos os

valores encontrados estão segundo a Resolução CONAMA 357/2005 com boa

qualidade de água doce de classe I e classe II, que é DBO até 3 mg L-1 e OD

para qualquer amostra nunca inferior a 6 mg L-1 O2 para classe I. Para classe II

DBO até 5 mg L-1 O2 e OD para qualquer amostra não inferior a 5 mg L-1 O2.

Em relação aos metais cobalto, zinco, estrôncio e chumbo, as maiores

concentrações foram obtidas no ponto 3 (próximo a fazendas e região de

mata). As concentrações de metais encontrados são provavelmente próximos

ao background natural da região, em que os metais analisados apresentam

valores sempre muito inferiores aos níveis de referência utilizados, indicando a

ausência de importantes fontes poluidoras urbano-industriais no entorno da

Lagoa.

59

9 – SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS

A região da Lagoa Encantada está rodeada por Fazendas de cacau, onde

ao longo dos anos foi utilizada uma boa quantidade de pesticidas

principalmente dos grupos dos organoclorados e organofosforados e metais

como cobre metálico (cobre sandoz®) no combate a vassoura de bruxa e

podridão parda. A concentração da maioria dos pesticidas em água é baixa, em

parte devido ao fato de serem geralmente pouco solúveis em água além da

diluição. Isto, no entanto, não exclui a possibilidade de que concentrações

muito altas venham a ocorrer após pesadas chuvas, especialmente quando as

áreas ao redor de um pequeno córrego tenham sido recentemente tratadas

com altas doses de pesticidas. Mesmo em concentrações baixas, os pesticidas

representam riscos para algumas espécies de organismos aquáticos que

podem concentrar estes produtos até 1000 vezes, bem como a magnificação.

Há a necessidade de se fazer um estudo detalhado sobre a contaminação

da lagoa sobre os pesticidas utilizados na região. Para isso é necessário fazer

um estudo preliminar em que a primeira etapa deste estudo sobre a

contaminação aquática por pesticidas deve ser um levantamento sobre o uso

de pesticidas na região, características ambientais e propriedades físico-

químicas dos princípios ativos usados que permitam avaliar quais pesticidas

apresentam possibilidade de contaminar ambientes aquáticos.

Avaliar o impacto ambiental que a comunidade pode trazer,

principalmente pela ação dos turistas que periodicamente visitam a Lagoa, e

por apresentar um extenso contingente de carências socioeconômicas e

ambientais distribuídas em extensa zona rural.

Especiar os metais encontrados neste trabalho pois a toxicidade

ambiental depende não só do conteúdo ambiental, mas também da forma

como o analito se encontra no ambiente.

60

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