BIODISPONIBILIDADE DE ELEMENTOS-TRAÇO EM SEDIMENTOS DE UM MANGUEZAL DA BAÍA DE GUANABARA - RJ

Introdução

Os manguezais são ecossistemas extremamente importantes pelo fornecimento de diversos serviços ecossistêmicos, como alimento para a biota e comunidades locais (Fiscarelli & Pinheiro, 2002; Osório et al., 2011) e proteção da linha de costa (Marois & Mitsch, 2014). Entretanto, características físico-químicas dos sedimentos favorecem a acumulação de elementos-traço nesse ambiente (Machado et al., 2002; Borges et al., 2007). Esses elementos podem tornar-se mais biodisponíveis, representando riscos à saúde humana e aos organismos locais (Machado et al., 2011; Miranda et al., 2021). Diante disso, objetivou-se investigar a biodisponibilidade dos elementos-traço arsênio (As), cádmio (Cd), chumbo (Pb) e mercúrio (Hg) em um manguezal da baía de Guanabara (RJ).

Método

Amostras de sedimento superficial (10 cm) foram coletadas com testemunho de plástico (PVC) em 10 pontos do manguezal da Enseada de Bom Jesus (Ilha do Fundão - RJ), em maio de 2024. No laboratório, as amostras foram congeladas e, posteriormente, uma alíquota foi liofilizada (liofilizador LD3000), homogeneizada e pesada para determinação do teor de umidade; e a outra foi utilizada para granulometria por granulômetro a laser (Malvern®, Hydro 2000 UM). Determinou-se o conteúdo de matéria orgânica (MO) através da perda por ignição (Heiri et al., 2001). Foi realizada a extração com ácido clorídrico (HCl) 1 mol L^-1 para a determinação da fração fracamente ligada (biodisponível) e para o fósforo inorgânico (PI), quantificado seguindo a metodologia de Grasshoff et al. (1999). A extração da fração pseudo-total foi realizada com ácido nítrico concentrado (HNO₃). As concentrações foram determinadas com um espectrômetro de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) modelo NexIon 300x (Perkin Elmer, EUA). Para a verificação da exatidão do método, foram realizados brancos e utilizados materiais de referência certificados de sedimento limítrofe (NBS 2704) e marinho (PACS-3), considerando-se aceitáveis valores de recuperação entre 71,05% e 126,74%. O percentual biodisponível foi calculado pela razão entre as concentrações biodisponíveis e pseudo-totais. Para o teste de Shapiro-Wilk e correlações de Spearman foi utilizado o software IBM SPSS Statistic.

Resultados e discussão

Foram encontrados altos percentuais de areia (49,4 ± 8,9 %) e de cascalho (6,1 ± 11,3 %). O conteúdo médio de MO foi 12,57 ± 6,37 % e a concentração média de PI foi de 843,83 ± 80,04 µg g^-1. As maiores concentrações pseudo-totais encontradas foram de Pb (115,1 ± 45,2 mg kg^-1) e as menores, de Hg (0,4 ± 0,2 mg kg^-1). Já as concentrações de As variaram de 1,6 a 3,7 mg kg^-1. De acordo com a CONAMA N° 454/12, 100% das concentrações de Pb e 50% das de Cd e Hg ultrapassaram o Nível 1 na fração fortemente ligada ao sedimento, indicando valores potencialmente tóxicos desses elementos. Embora o Pb tenha apresentado a maior concentração biodisponível (0,089 ± 0,024 mg kg⁻¹), o As exibiu o maior percentual biodisponível (0,29 ± 0,08%). As concentrações biodisponíveis de Cd e Hg ficaram abaixo do limite de detecção (0,0002 mg kg^-1).

 As correlações entre as concentrações de Cd e Hg pseudo-totais e o teor de umidade (Cd: Spearman, Rho= 0,709, p= 0,02; Hg: Spearman, Rho= 0,648, p= 0,04) sugerem aporte de contaminantes através da água da baía de Guanabara. O esgoto doméstico é uma fonte importante de elementos-traço para a baía de Guanabara (Senez-Mello et al., 2024), chegando à baía por meio do deságue de rios e canais contaminados, como o Canal do Cunha (Loureiro, 2022), vizinho à área de estudo. A influência desse aporte é reforçada pelas altas concentrações de MO e PI, superiores aos manguezais de Barão de Mauá e Guapimirim (Nascimento-Silva et al., 2024). Somado a isso, outras fontes também podem estar contribuindo para as maiores concentrações encontradas, como é o caso do escoamento continental, derramamento de óleo e de atividades industriais e portuárias (Monte et al., 2022; Pereira et al., 2008; Senez-Mello et al., 2024). Devido à instalação de uma planta cloro-alcalina em sua sub-bacia, o rio Meriti constitui uma fonte significativa de mercúrio para a região, com concentrações variando entre 7.845 e 21.744 mg kg⁻¹ (Monte et al., 2022).

É preciso pontuar que a área estudada também é impactada pela adição de aterro proveniente de entulho de construções da cidade do Rio de Janeiro (Ramos et al., 2016), o que pode explicar a granulometria mais grossa do sedimento. Entre os resíduos depositados, podem existir vigas de ferro, tintas e encanamentos de chumbo, contribuindo ainda mais para a contaminação da área. Apesar das altas concentrações pseudo-totais devidas a essas fontes, os elementos estudados apresentaram um baixo percentual biodisponível, possivelmente em função do alto conteúdo de MO e a possível abundância de sulfetos (Machado et al., 2002). Em condições redutoras, pode ocorrer a imobilização de metais em sulfetos, desde pirita, mais estável, até formas amorfas mais reativas (Borges et al., 2007; Moreira et al., 2017). A MO contém diversos grupos funcionais, como grupos carboxila e fenóis, os quais podem atuar como sítios de ligação aos elementos-traço, reduzindo sua mobilidade (Adusei-Gyamfi et al., 2019). Entretanto, a força dessas ligações pode variar dependendo das condições físico-químicas, características da matéria orgânica e do elemento-traço (Cabaniss et al., 2009), o que explica o maior percentual do arsênio em comparação com os demais elementos.

Conclusão

A elevada ocupação urbana e industrial da bacia hidrográfica da baía de Guanabara contribui para a entrada de elementos-traço na área estudada, com destaque para fontes como esgoto doméstico, resíduos industriais, escoamento continental e, possivelmente, o uso de aterro proveniente de entulho urbano. Como resultado, observou-se um acúmulo expressivo desses contaminantes, com concentrações de Cd, Pb e Hg que excedem os limites de risco estabelecidos pela CONAMA. Apesar disso, a baixa biodisponibilidade observada, atribuída ao elevado conteúdo de matéria orgânica e à presença de sulfetos, sugere, em um primeiro momento, um risco reduzido à biota local.

Agradecimentos

Os autores agradecem o apoio do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), da Faperj (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro) e do Projeto Orla sem Lixo. Agradecem também ao auxílio prestado por Aline Patrocínio Pereira Costa, Ana Beatriz Dion Bezerra de Souza, e a todos da Unidade Multiusuário de Análises Ambientais (UMMA-UFRJ).