Metal speciation in surface sediments of the Uberabinha river in Uberlândia, MG State, Brazil

Abstract

O procedimento de extração em três etapas sequenciais recomendado pelo Programa de Normas Europeias de Medições e Ensaios (SM&T), anteriormente nomeado por Gabinete Comunitário de Referência (BCR), foi aplicado para a especiação química de metais pesados (Cu, Pb, Cr e Zn) em sedimentos provenientes de diferentes regiões urbanizadas da Cidade de Uberlândia (MG, Brasil). Para obter o balanço de massa, uma quarta etapa, ou seja, a digestão do resíduo foi realizada através do processo de digestão assistida por micro-ondas em meio ácido. Maiores concentrações dos elementos metálicos foram encontradas em pontos de amostragem que recebem descarga de uma área urbana e uma zona industrial. Todos os metais, exceto Zn, estavam presentes em maiores concentrações nas frações residuais (fortemente associados com as estruturas cristalinas dos minerais), indicando que Cu, Pb e Cr foram menos móveis e potencialmente menos biodisponíveis nesses sedimentos. Em sedimentos de zonas de descargas industriais e urbanas, a sequência de mobilidade dos metais estudados foi Pb > Zn > Cu > Cr. Maiores concentrações de Pb foram encontradas nas frações residuais no ponto de amostragem localizado no afluente que drena a zona industrial (102 mg kg -1 ), indicando que este elemento metálico foi fortemente ligado aos sedimentos. Portanto, sob os pontos de vista toxicológico e ambiental, o Pb não causa impacto ao meio ambiente e consequentemente à saúde humana. A soma das quatro frações (solúvel em ácido, redutível, oxidável e residual) apresentou boa concordância com o teor total, o que comprova a exatidão do procedimento de extração por micro-ondas em conjunto com o método analítico FAAS.A three-step sequential extraction procedure recommended by the European Standards, Measurements and Testing (SM&T) Program, formerly the Community Bureau of Reference (BCR), was applied to the chemical speciation of heavy metals (Cu, Pb, Cr and Zn) in sediments from different populated zones of Uberlândia City (MG State, Brazil). To obtain a mass balance, a fourth step, i.e., digestion and analysis of the residue, was performed using a microwave-assisted acid digestion procedure. The highest metallic elements concentrations were observed at one of the sampling points which receive discharge from an urban area and an industrial zone. All metals, except Zn, were present at higher concentrations in the residual fractions (strongly associated with the crystalline structures of the minerals) indicating that Cu, Pb and Cr were less mobile and potentially less bioavailable in these sediments. In sediments from industrial and urban discharge zones the mobility sequence of the heavy metals studied was Pb > Zn > Cu > Cr. The highest Pb concentrations were found in the residual fractions at the sampling point located in the tributary stream that drains the industrial district (102 mg kg -1 ), indicating that this metallic element was strongly bound to the sediments. Therefore, under the contamination and toxicological point of view, Pb has no impact to the environment and...

<b>Diffuse sources of pollution and their influence on the nature of the sediments in Água Preta Lake

“…The amounts of chrome found in the present study are higher than those reported from Billings reservoir (HORTELLANI et al, 2013) and the sediment basin of the Mogi Guaçu River (SILVA et al, 2005). Nickel concentrations reported from the sediments of Billings Reservoir (HORTELLANI et al, 2013), and the superficial sediments of the Rio Sergipe Hydrographic Basin (SILVA et al, 2012) were also above the PEL.…”

“…Although the highest zinc concentration in our sample exceeded the TEL limit, mean zinc concentrations were below both PEL and TEL limits, suggesting that this metal is not associated with anthropogenic influences. Furthermore, although values from Água Preta were below the reference indices, they were higher than those found in the sediments of Billings Reservoir, (HORTELLANI et al, 2013), the Uberabinha river (SILVA et al, 2011), and the Mogi Guaçu river basin (both in the São Paulo State portion as well as the stretch that flows through Minas Gerais State; SILVA et al, 2005).…”

“…Mean lead concentrations from our study were below the PEL limit, but exceeded the TEL limit, indicating the influence of human activity on levels of lead in Água Preta. Lead concentrations reported for other fresh water bodies in Brazil varied; whereas in the sediments of the Guam River mouth, and both right bank and left banks of Guajara bay HORTELLANI et al, 2013), and the surface sediments of Uberabinha River (SILVA et al, 2011), they exceeded the TEL limit.…”

“…Copper concentrations found in our study are similar to those found in the stretch of the Mogi River that passes through São Paulo. Amounts of both metals observed in the surface sediments of the Uberabinha river, in Uberlândia (SILVA et al, 2011), sediments of the Sergipe River Hydrographic Basin (SILVA et al, 2012), and sediments of the Billings Reservoir, in the state of São Paulo (HORTELLANI et al, 2013) were also below the PEL benchmark.…”

Distribuição de Zn, Pb, Ni, Cu, Mn e Fe nas frações do sedimento superficial do Rio Cachoeira na região sul da Bahia, Brasil

“…Tais procedimentos contemplam uma variedade de esquemas de fracionamento, o que indica a inexistência de um método padrão para avaliação da mobilidade metais nesses compartimentos. [14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25] O método desenvolvido por Tessier et al14 foi considerado adequado para este trabalho, por se tratar de um dos precursores da extração sequencial de metais em solos e sedimentos e por ser um dos métodos mais citados e utilizados nos trabalhos que avaliam a mobilidade de elementos traços em sedimentos de rios.14,26 Através desse procedimento de extração sequencial é possível constatar a presença de metais nas formas químicas mais lábeis (como na fase trocável e associada ao carbonato) ou mais estáveis, de menor mobilidade e/ou biodisponibilidade (ligadas às fases de óxido de Fe e Mn e à matéria orgânica).A proposta deste trabalho foi avaliar a distribuição de Zn, Pb, Ni, Cu, Mn e Fe no sedimento superficial do Rio Cachoeira no percurso entre as cidades de Itabuna e Ilhéus na região sul da Bahia, além da influência espacial e temporal na mobilidade dos metais no sedimento, com base no método de fracionamento utilizando a extração sequencial em cinco etapas.Os seis metais avaliados neste trabalho foram escolhidos com base nos impactos mais relevantes associados às águas e sedimentos do Rio Cachoeira no local em estudo (drenagem dos escoamentos urbanos, industriais e agrícolas). O enriquecimento do Zn, Ni, Pb e…”