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Title: Distribuição de elementos metálicos selecionados em sedimentos do rio Gualaxo do Norte, sub-bacia do Rio Doce.
Authors: Marques, Juliana Fazolo
metadata.dc.contributor.advisor: Roeser, Hubert Mathias Peter
Keywords: Rio Doce
Metais
Desastres ambientais
Issue Date: 2023
metadata.dc.contributor.referee: Roeser, Hubert Mathias Peter
Santiago, Aníbal da Fonseca
Reis, Deyse Almeida dos
Citation: MARQUES, Juliana Fazolo. Distribuição de elementos metálicos selecionados em sedimentos do rio Gualaxo do Norte, sub-bacia do Rio Doce. 2023. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.
Abstract: Este estudo abordou a bacia hidrográfica do Rio Gualaxo do Norte, uma área de relevante patrimônio geoambiental que enfrentou um grave desastre ambiental em 2015 devido ao rompimento da barragem de Fundão em Mariana, Minas Gerais, Brasil. O objetivo principal do estudo foi quantificar e qualificar a concentração dos elementos Co, Li, Mo, Sr, V, Be, Zr, Ti + Y, Sc e Th na geoquímica dos sedimentos da bacia hidrográfica do rio Gualaxo do Norte e avaliar a contaminação por metais nos sedimentos fluviais da bacia. Para atingir esse objetivo, foram coletadas amostras de água e sedimentos em 27 estações ao longo da bacia durante um ano hidrológico, tanto a montante quanto a jusante do local do desastre. A análise dos sedimentos foi conduzida utilizando espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) para detectar a presença dos metais-alvo. Os resultados obtidos foram comparados com valores de referência locais e nacionais. Para avaliar a contaminação dos sedimentos da bacia hidrográfica foram empregados diversos índices, sendo eles índice de geo-acumulação (IGEO), índice de carga de poluição (PLI), índice de potencial risco ecológico (RI), grau de contaminação modificado (mCd), índice de poluição (PI) e índice de poluição modificado (MPI). A análise estatística univariada e a elaboração de mapas geoquímicos através de ferramentas de SIG também foram utilizadas. Os resultados destacaram a influência das atividades humanas ao longo do tempo na ampliação dos riscos ambientais na área de estudo. Os metais Co, Mo, Sr, Be, Zr, Ti e Th foram identificados com concentrações superiores aos valores de fundo regional, com 16 estações apresentando pelo menos um metal em níveis preocupantes. A avaliação pelo IGEO revelou que 17,5% das amostras apresentavam contaminação moderada a extremamente alta para a estação chuvosa e 14,5% para a estação de estiagem. Os índices PI e MPI, classificam a região como fortemente a extremamente poluída pelos metais analisados. Enquanto o risco ecológico (RI) é classificado como baixo a médio. Já os índices PLI e mCd não identificaram nenhuma amostra contaminada. Ficou evidente que os índices mCd e PLI subestimaram a contaminação, enfatizando a necessidade de múltiplos índices para avaliar adequadamente a qualidade dos sedimentos. Observou-se uma relação entre a litologia regional e a presença de elementos metálicos nos sedimentos, mas também se constatou que fatores antrópicos, como mineração e rejeitos de barragem, contribuíram para a contaminação dos corpos d'água. O estudo destacou duas áreas principais de elevada contaminação na bacia: uma na cabeceira, com intensa atividade minerária, e outra a jusante do local do rompimento da barragem. Esses achados destacam a urgência de intervenções das autoridades para proteger o meio ambiente e a saúde das comunidades locais. É crucial implementar um controle ambiental mais efetivo para prevenir danos adicionais aos ecossistemas aquáticos na bacia do Rio Gualaxo do Norte. O estudo reforça a necessidade de abordar os impactos da atividade humana nos recursos hídricos e buscar soluções sustentáveis para preservar o ecossistema e a qualidade de vida das comunidades afetadas.
metadata.dc.description.abstracten: This study addressed the Gualaxo do Norte River hydrographic basin, an area of relevant geoenvironmental heritage that faced a serious environmental disaster in 2015 due to the rupture of the Fundão dam in Mariana, Minas Gerais, Brazil. The main objective of the study was to quantify and qualify the concentration of the elements Co, Li, Mo, Sr, V, Be, Zr, Ti + Y, Sc and Th in the geochemistry of the sediments of the Gualaxo do Norte River hydrographic basin, and to evaluate the contamination by metals in the river sediments of the basin. To achieve this goal, water, and sediment samples were collected at 27 stations throughout the basin during a hydrological year, both upstream and downstream of the disaster site. Sediment analysis was conducted using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-OES) to detect the presence of target metals. The results were compared with local and national reference values. To evaluate the contamination of the sediments of the hydrographic basin, several indexes were used: geo-accumulation index (IGEO), pollution load index (PLI), potential ecological risk index (RI), modified contamination degree (mCd), pollution index (PI) and modified pollution index (MPI). Univariate statistical analysis and geochemical mapping using GIS tools were also used. The results highlighted the influence of human activities over time on the expansion of environmental risks in the study area. The metals Co, Mo, Sr, Be, Zr, Ti, and Th were identified with concentrations higher than the regional background values, with 16 stations presenting at least one metal at worrisome levels. The evaluation by IGEO revealed that 17.5% of the samples presented moderate to extremely high contamination for the rainy season and 14.5% for the dry season. The PI and MPI indexes classify the region as heavily polluted by the metals analyzed. While the ecological risk (RI) is classified as low to medium. The PLI and mCd indexes did not identify any contaminated samples. It was evident that the mCd and PLI indexes underestimated the contamination, emphasizing the need for multiple indexes to adequately assess the quality of the sediments. It was observed a relationship between regional lithology and the presence of metallic elements in sediments, but it was also found that anthropic factors, such as mining and dam tailings, contributed to the contamination of water bodies. The study highlighted two main areas of high contamination in the basIn: one at the head, with intense mining activity, and the other downstream of the dam collapse site. These findings highlight the urgency of authorities' interventions to protect the environment and the health of local communities. It is crucial to implement more effective environmental control to prevent further damage to aquatic ecosystems in the Gualaxo do Norte River basin. The study reinforces the need to address the impacts of human activity on water resources and seek sustainable solutions to preserve the ecosystem and the quality of life of affected communities.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/17474
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 29/08/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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