Processos geoquímicos na interface sedimento-água no braço Riacho Fundo do Lago Paranoá – DF

• Main Author: Dias, Derlayne Flávia
• Other Authors: Roig, Henrique Llacer
• Language: Portuguese
• Published: 2017
• Subjects: Lago Paranoá (DF); Água - análise; Geoquímica
• Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/23321

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2017. === Submitted by Fernanda Percia França ([e-mail]) on 2017-04-17T20:02:38Z No. of bitstreams: 1 2017_DerlayneFláviaDias_Parcial.pdf: 6876820 bytes, checksum: 6ef4ddb5ca30cd1598f99f976b190a9f (MD5) === Approved for entry into archive by Raquel Viana([e-mail]) on 2017-04-18T22:34:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DerlayneFláviaDias_Parcial.pdf: 6876820 bytes, checksum: 6ef4ddb5ca30cd1598f99f976b190a9f (MD5) === Made available in DSpace on 2017-04-18T22:34:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DerlayneFláviaDias_Parcial.pdf: 6876820 bytes, checksum: 6ef4ddb5ca30cd1598f99f976b190a9f (MD5) === Uma das principais manchas urbanas do Distrito Federal está localizada na bacia hidrográfica do lago Paranoá, com destaque para a unidade hidrográfica Riacho Fundo, a qual, por conseguinte, é a principal fonte de poluentes que deságua no referido lago. Deste modo, o braço Riacho Fundo, exutório desta unidade hidrográfica, é caracterizado por um assoreamento acentuado e apresenta altos índices de eutrofização, como por exemplo, a proliferação de cianobactéria ocorrida no início do período das chuvas em dezembro de 2016. Neste contexto, é importante compreender a geoquímica da interface água-sedimento, uma vez que os sedimentos podem desempenhar diferentes funções dependendo das condições biofísico-químicas do ambiente. Assim, esta pesquisa tem como principal objetivo o estudo de perfis de água intersticial e sedimentos depositados no braço Riacho Fundo do Lago Paranoá com vistas a sua caracterização sedimentológica, geoquímica, mineralógica e sua relação com as principais fontes de poluição. Para tanto, foram realizadas campanhas de campo para coleta de amostras de água superficial, água intersticial e sedimento em pontos estrategicamente distribuídos em relação às principais fontes de poluição, como é caso da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE-Sul) e o exutório do Riacho Fundo. Os perfis foram coletados em tubos de policarbonato com espessura de aproximadamente 25 cm de sedimentos; em laboratório, foram seccionados em camadas e centrifugados para separação das fases sólida e líquida. As amostras de sedimentos passaram por fusão alcalina e extração sequencial (protocolo BCR). As amostras da fase líquida - soluções das extrações químicas (total e parciais), águas superficiais, águas intersticiais - foram analisadas por vários equipamentos (AAS, ICP-OES, ICP-MS e CI), a fim de se obter elementos maiores (cátions e ânions), traços e elementos terras raras. Também foi determinada a composição mineralógica das amostras de sedimentos do lago e solos coletados na unidade hidrográfica do Riacho Fundo por Difratometria de Raio-X nas frações totais e argila. Os principais resultados foram: (1) A unidade hidrográfica do Riacho Fundo como principal contribuinte de material em suspensão e carbono orgânico particulado. (2) A ETE-Sul como principal contribuinte de nutrientes e matéria orgânica nos sedimentos e água superficial. Ademais, em relação aos pontos estudados nesse trabalho, as águas superficiais próximas à ETE-Sul são mais ricas em Na, K, NO3-, Cl-, P, S, SO42-, Mn, Pb, Cu, V e Gd. (3) Os sedimentos demonstram associação de metais (Cr, Mn, Cu, Zn e Pb) com compostos orgânicos e oxi-hidróxidos de Fe e Mn o que pode contribuir para a mobilidade desses durante a degradação da matéria orgânica. (4) De maneira geral, nos sedimentos a correlação de Ca2+, Mg2+, Sr2+ e Ba2+ demonstrou que esses elementos estão associados a carbonatos introduzidos pelas atividades antrópicas (principalmente construção civil), porquanto a geologia da bacia não contém rochas com minerais carbonáticos. (5) Nas águas intersticiais, os elementos mais representativos com relação à mobilização e fluxos entre os sedimentos e a coluna d’água são nutrientes P, S, N; e elementos Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Cu, tendo como principais motivo a diagênese precoce (oxidação da matéria orgânica - MO, desnitrificação, a dissolução redutiva dos óxidos de Mn e Fe e redução do SO4) e dissolução de carbonatos. Na interface sedimento-água destacam-se os fluxos para a coluna d’água de Mn, Fe, Ca, Mg, P e inversamente de NO3- e SO42-. === The main urban spot of the Distrito Federal is located in the watershed of Paranoá Lake, where the Riacho Fundo hydrographic unit stands out, which is therefore the main source of pollutants that flows into the lake. Thus, the branch Riacho Fundo, river mouth of this hydrographic unit, is characterized by a marked sedimentation and presents high eutrophication rates, for example the cyanobacteria proliferation occurred at the beginning of the rainy season in December 2016. In this context, it is important to understand the geochemistry of the water-sediment interface, since the sediments can perform different functions depending on the biophysical-chemical conditions of the environment. Thus, this research has as main objective the study of interstitial water and sediments profiles deposited in the Riacho Fundo branch of Paranoá Lake with a view to its sedimentological, geochemical and mineralogical characterization and its relation with the main sources of pollution. For that, field campaigns were carried out to collect samples of surface water, interstitial water and sediment at strategically distributed points in relation to the main sources of pollution, such as the Sewage Treatment Station (ETE-Sul) and the river mouth. The profiles were collected in polycarbonate tubes with a thickness of approximately 25 cm of sediment; in the laboratory, were layered and centrifuged for separation of solid and liquid phases. The sediment samples underwent alkaline fusion and sequential extraction (BCR protocol). The samples of the liquid phase - solutions of the chemical extractions (total and partial), surface waters and interstitial waters - were analyzed by several equipment (AAS, ICP-OES, ICP-MS and CI), in order to obtain larger elements (cations and anions), trace elements and rare earth elements. It was also determined the mineralogical composition of the lake sediment samples and soils collected in the Riacho Fundo hydrographic unit by X-Ray Diffraction in the total and clay fractions. The main results were: (1) The hydrographic unit of Riacho Fundo as the main contributor of suspended material and particulate organic carbon. (2) The ETE-Sul as the main contributor of nutrients and organic matter in sediments and surface water. In addition, in relation to the points studied in this work, the surface waters near the ETE-Sul are richer in Na, K, NO3-, Cl-, P, S, SO42-, Mn, Pb, Cu, V and Gd. (3) Sediments show association of metals (Cr, Mn, Cu, Zn and Pb) with organic compounds and oxy-hydroxides of Fe and Mn, which may contribute to their mobility during the degradation of organic matter. (4) In general, in the sediments the correlation of Ca2+, Mg2+, Sr2+ and Ba2+ has shown that these elements are associated with carbonates introduced by anthropic activities (mainly civil construction), since the geology of the basin does not contain rocks with carbonaceous minerals. (5) In the interstitial waters, the most representative elements with respect to the mobilization and flows between the sediments and the water column are nutrients P, S, N; and elements Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Cu, which has as main reason the early diagenesis (oxidation of organic matter, denitrification, reductive dissolution of Mn and Fe oxides and reduction of SO4) and dissolution of carbonates. In the sediment-water interface there are fluxes for the water column of Mn, Fe, Ca, Mg, P and inversely of NO3- and SO42-.