Reconstruction of historical trends in potentially toxic elements from sediment cores collected in Bertioga channel, southeastern Brazil

Abstract

A B S T R A C TThe study presents an evaluation of potentially toxic elements deposition in Bertioga Channel (Southeastern Brazilian coast) along the last 150 years, the main anthropogenic activity period in the area. Five sediment cores by means of ICP-OES to determine the levels of metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) and As. The pollution load index (PLI) and enrichment factor (EF) were calculated to identify the relative elements toxicity of the sediments and the anthropogenic contribution of the investigated elements. The indexes indicated the absence of contamination but a higher input of As in cores B2 and B5, which have been sampled in an area that presents higher sedimentation rates. Through an statistical analysis of time series decomposition, it was verified that the metals flux to the area follow the cycles of rainy (austral summer and autumn) and dry seasons (austral winter and spring). In conclusion, the enrichment corresponds to the end of the 19th Century, when Santos Harbor was inaugurated, and to the 1970s, when Santos Harbor activities expanded. In addition, the analysis of the indexes and the temporal decomposition indicate that these elements' input to Bertioga Channel is due to natural processes of weathering and sedimentation. R E S U M OEste estudo apresenta uma avaliação da deposição de elementos potencialmente tóxicos no Canal de Bertioga (costa sudeste brasileira) ao longo de 150 anos, período principal de atividade antropogênica na área. O trabalho analisou cinco testemunhos sedimentares por meio de ICP-OES para determinar os níveis de metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) e As. O índice de carga de poluição (PLI) e o fator de enriquecimento (EF) foram calculados para identificar a toxicidade relativa dos elementos dos sedimentos e a contribuição antropogênica dos elementos investigados. Os índices indicaram a ausência de contaminação por metais pesados, mas houve uma entrada mais elevada de As nos testemunhos B2 e B5, amostrados em área com maiores taxas de sedimentação. Através de análise estatística de decomposição de séries temporais, verificou-se que o fluxo de metais para a área segue os ciclos de estações chuvosa (verão austral) e seca (inverno austral). Como conclusão pode ser verificado que o enriquecimento observado corresponde ao final do século XIX, quando o Porto de Santos foi inaugurado, e à década de 1970, quando as atividades do porto foram expandidas. Ainda, a análise dos índices e da decomposição temporal indica que a entrada de As no Canal de Bertioga dá-se por processos naturais de intemperismo e sedimentação.

Trace elements in an adjacent channel of an anthropized area: a case study of Baixada Santista, Southeastern Brazil

“…This segment of the estuary has the most structurally developed mangrove areas (Schaeffer-Novelli, 1984) and represent an area with potential retention of anthropogenic substances. Although the channel is adjacent to a highly anthropized region, it is still considered a pristine environment (Gonçalves et al, 2013).…”

Ichthyofauna as an environmental quality indicator of the Bertioga Channel, São Paulo (Brazil)

“…In spite of its ecological importance, urban development in the region associated to fisheries, mariculture and tourism have brought the contribution of waste influx, generating deposits and contaminating surface sediments along the Bertioga Channel, with environmental degradation of the region in the last decades (EICHELER et al, 2007;GONÇALVES et al, 2013).…”

“…Among the studies regarding contamination in the Bertioga Channel are LAMPARELLI et al (2001) that found levels of mercury between TEL and PEL in the sediment of the Bertioga Channel, next to the Santos Channel; ABESSA et al (2008) that ranked the Bertioga Channel as the third most contaminated area in Santos Estuarine System based on integrative approach of both environmental factors and contaminants; SILVA et al (2011) that found high values of zinc and arsenic in the region of the Santos Estuarine System; BORDON et al (2011) that foud mercury concentrations above TEL limit levels in sediment of the north outfall of the Bertioga Channel and other metal contamination confirmed for the bentic ecosystem of the Santos Estuarine System; GONÇALVES et al (2013) that found no significant levels of contaminants in the channel but arsenic ;and SOUSA et al (2014), who performed the most recent survey in the channel, found cadmium in concentration levels above TEL as well as LABs (linear alkylbenzene sulfonates), which indicates the presence of household sewage and aromatic cyclic hydrocarbons.…”

Efeitos biológicos da contaminação sobre bivalves filtradores de regiões do litoral de São Paulo, com ênfase na Baixada Santista

“…Em Bertioga, a principal fonte de contaminação são os esgotos domésticos, os quais são descartados no ambiente aquático muitas vezes sem tratamento, uma vez que seu sistema de coleta atende apenas 27% da população (CETESB, 2017;Morais et al, 2011;Zaroni, 2006). Essa introdução de substâncias com potencial tóxico no sistema aquático cria condições de degradação, comprometendo a qualidade ambiental no Estuário de Bertioga (Gonçalves et al, 2013). 3 5,3 5,0 5,7 3,2 2,5 2,6 7,2 12,1 8,9 5,5 6,7 6,4 4 5,1 4,9 5,7 2,7 2,7 2,5 6,5 11,2 10,2 4,2 8,9 6,4 5 5,5 5,0 5,6 3,3 2,6 2,6 7,1 10,6 8,5 3,9 7,1 5,8 6 5,6 5,0 5,7 3,1 2,8 2,6 5,3 13,0 9,4 4,3 7,7 5,5 7 5,6 4,9 5,7 2,9 2,6 2,7 6,2 11,0 9,5 4,9 9,0 6,3 8 4,8 5,1 5,5 2,9 2,6 2,6 6,5 13,6 10,1 3,8 7,1 6,1 9 5,0 4,9 5,4 2,7 2,6 2,6 6,4 14,0 9,1 4,3 7,8 5 9 10 5,9 4,9 5,8 3,2 2,6 2,9 7,0 12,3 7,5 4,9 8,3 6,8 11 5,7 4,8 5,6 3,1 2,6 2,6 6,0 12,0 9,0 4,5 7,3 7,5 12 6,0 5,2 5,9 2,9 2,7 2,6 6,2 12,4 8,8 5,0 7,2 5,7…”