Copper, lead and cadmium loads and behavior in urban stormwater runoff in Curitiba, Brazil

Abstract

O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença e o comportamento do Cu, Pb e Cd em águas de drenagem urbana na cidade de Curitiba, no Brasil. As amostras foram coletadas durante 21 eventos de chuva em uma avenida de tráfego médio. As concentrações dos metais foram similares àquelas descritas na literatura, seguindo a ordem Pb>Cu>>Cd. Uma estimativa da carga anual dos três metais para a Bacia do Rio Bacacheri, de 30 km 2 , revelou valores de 1.520, 950 e 25 kg para Pb, Cu e Cd, respectivamente. O chumbo mostrou-se preferencialmente associado ao material particulado (82%), seguido do cádmio (66%) e do cobre (48%). Na fração dissolvida ficou evidenciada uma relação dos metais com a matéria orgânica dissolvida, seguindo a ordem Cu>Pb>Cd. As concentrações dos metais também variaram em função de fatores tais como o primeiro fluxo e o número de dias de estiagem que precedem um evento de chuva.We investigate the presence and behavior of Cu, Pb, and Cd in runoff waters from a residential area located in the city of Curitiba, Brazil. Samples were collected in twenty-one stormwater events in an intermediate traffic way located in the Bacacheri watershed. Metal concentrations were similar to range values compiled worldwide and followed the order: Pb>Cu>>Cd. Unit loads were estimated to the watershed, which cover an area of 30 km 2 , revealing values of 1520, 950, 25 kg for Pb, Cu, and Cd, respectively. Among the three metals, lead showed the greatest affinity for the suspended solids (82%) followed by Cd (66%) and Cu (48%). Meanwhile, an association of the metals with the organic matter in the dissolved phase, following the order Cu>Pb>Cd. Metal loads and behavior in urban runoff also depends on factors such as the first flush and the dry period preceding a storm event.Keywords: heavy metal, urban stormwater runoff, pollution load, nonpoint source IntroductionNonpoint pollution resulting from urban stormwater runoff has been identified as one of the major causes of the deterioration of the quality of surface receiving waters. [1][2][3] During stormwater events water runs on the surface washing away a variety of pollutants alongside the drainage area and reaches, intermittently, receiving water bodies. 4,5 Additionally, in urban areas, impervious surfaces such as roads, bridges, parking lots, and buildings do not allow the slow percolation of the water into the ground. In this case, the water remains above the surface, accumulating and running off in large amounts. 6,7 Many previous studies revealed that nonpoint emissions remain the largest source of water quality problems in developed countries. Nowadays, it is the main reason that approximately 40% of rivers, lakes, and estuaries located in the United States are not clean enough to meet basic uses such as fishing or swimming. 8 In Brazil, as well as in many developing countries, the identification and monitoring of nonpoint sources still represent a great challenge. In fact, this issue has not been properly addressed and the pollutant content of urban surface waters ha...

Perfil espacial e temporal de poluentes nas águas da represa municipal de São José do Rio Preto, São Paulo, Brasil

“…Sendo que para os meses mais chuvosos os locais de amostragem foram discriminados pelos parâmetros condutividade, sólidos totais dissolvidos e carbono orgânico total, que indicam influência de espécies lixiviadas do solo, bem como de efluentes domésticos e águas de escoamento superficial. 30 O aumento da concentração de tais parâmetros no período chuvoso pode estar associado a outras fontes, como a deposição atmosférica total.…”

Emissões naturais e antrópicas de metais e nutrientes para a bacia inferior do rio de contas, Bahia

“…A menor aptidão para cultivos agrícolas, na sub-bacia do Rio Gongogi, faz com que esta vasta área seja ocupada principalmente por pastagens, resultando Pluviosidade anual; 28 concentração de elementos no runoff urbano. [5][6][7] na pecuária como principal fonte de todos os elementos estudados. Da mesma forma, por apresentar um maior número de habitantes e mais áreas urbanizadas, esta sub-bacia também apresenta cargas bem maiores de todos os elementos das fontes relacionadas à urbanização (Pb, Cd e Hg).…”

“…7,22,53,54 As emissões associadas aos processos naturais edáficos e atmosféricos são estimadas levando-se em consideração a composição e distribuição de solos, taxas de liberação e/ou retenção das substâncias de interesse nos solos e equações de perda de solos. 3,7,[55][56][57][58][59][60] No caso da contribuição atmosférica, quando da inexistência da medição in situ, são buscadas concentrações das substâncias de interesse na deposição atmosférica ou mesmo suas taxas de deposição em áreas com características ambientais semelhantes. Assim, de posse de taxas e do inventário de fontes naturais disponíveis na literatura, foram estimados os fatores de emissão, sempre que possível adotando valores locais ou regionais e recorrendo a valores globais apenas quando estes não estavam disponíveis para a área de estudo ou região.…”

“…Dentre as fontes antrópicas, aquelas de origem urbana apresentam grande potencial de contaminação de águas superficiais por esses elementos oriundos da disposição inadequada de rejeitos sólidos urbanos (lixões), [1][2][3] de águas servidas (esgotamento sanitário) lançadas no meio ambiente sem tratamento prévio adequado 4 e runoff urbano, resultante da lixiviação por águas da chuva de superfícies urbanizadas. [5][6][7] Em áreas rurais, atividades agrícolas também são importantes fontes de N, P e de alguns metais, particularmente Cd, Cu, Pb, Hg e Zn, presentes como resíduos em fertilizantes, como micronutrientes (Cu e Zn) e também como princípio ativo de biocidas (Cu). [8][9][10][11][12] Da mesma forma a atividade pecuária também utiliza diversos insumos contendo metais, eventualmente liberados com as fezes e urina dos animais, juntamente com elevadas concentrações de P e N. [13][14][15] Portanto, mesmo em áreas de baixo desenvolvimento industrial e urbano nutrientes e alguns metais podem se constituir em ameaças potenciais à biodiversidade e à qualidade dos recursos hídricos e biológicos da região.…”

UV-Assisted Digestion of Petrochemical Industry Effluents Prior to the Determination of Zn, Cd, Pb and Cu by Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry

“…The factorial design levels were defined according to some literature references, [12][13][14][15] having minimum and maximum values of 0.5 and 9.5 mL, 20 and 160 s, 0.02 and 0.06 s, 20 and 70 mV, 30 and 90 mV s −1 for electrolyte volume, deposit time, pulse time, pulse amplitude and sweep rate, respectively. Water was added to the voltammetric cell according to the amount of each electrolyte test to complete a total volume of 11 mL.…”