Characteristics of heavy metals and their evaluation in suspended sediments from Piracicaba river basin (São Paulo, Brazil)
Jefferson MortattiI
Jean-Luc ProbstII
IUniversidade de São Paulo, Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Piracicaba (SP), Brazil. E-mail: jmortatt@cena.usp.br
IIINP, ENSAT, Ecolab, Av. Agrobiopole, BP 107, 31216 Castanet Tolosan, France. E-mail: jean-luc.probst@ensat.fr
Rev. bras. geociênc. vol.40 no.3 São Paulo set. 2010
ABSTRACT
Fluxes of the particulate heavy metals like chromium (Cr), copper (Cu), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn) and lead (Pb) were determined along the Piracicaba River basin. Suspended sediments from the main channel and tributaries were sampled during January 2005 (high water period) and analyzed for total concentrations after extraction by alkaline fusion procedure. The average concentrations showed a significant increase pattern from upstream to downstream for Zn, Cr, Ni, Cu and Pb, except for Co, in which only a small variation was noted. The specific fluxes of Zn, Cr and Ni were slightly higher (79.9, 33.3 and 20 kg km-2 yr-1, respectively) in comparison to other industrialized regions in Asia, Europe, North and South America. Significative correlations between organic matter and Cr, Cu and Co, observed in the suspended sediments along the Piracicaba River basin, revealed that heavy metals were adsorbed or complexed by the organic matter, while Ni and Pb were significatively correlated with Fe oxide. The geo-accumulation index (Igeo) used to evaluate the pollution degree of the Piracicaba River sediments, revealed a medium to strong pollution for Zn in the entire basin and moderate pollution for Cr and Ni at downstream direction around an important area covered by sugar cane plantations and urban areas influenced by domestic sewage.
Keywords: Riverine transport; Heavy metal; Piracicaba River; Suspended sediment; Geo-accumulation index.
Características dos metais pesados e sua avaliação nos sedimentos em suspensão da bacia de drenagem do rio Piracicaba (São Paulo, Brasil)
RESUMO
Foram determinados os transportes dos metais pesados cromo (Cr), cobre (Cu), cobalto (Co), níquel (Ni), zinco (Zn) e chumbo (Pb) nos sedimentos em suspensão ao longo da bacia do rio Piracicaba. Os sedimentos foram amostrados na calha principal dos rios estudados durante o período de cheia (Janeiro de 2005) e analisados após abertura total das amostras pelo processo da fusão alcalina. As concentrações médias obtidas ao longo da bacia do rio Piracicaba apresentaram um padrão de aumento significativo das nascentes até a foz para Zn, Cr, Ni, Cu e Pb, exceto para o Co, que pouco variou ao longo da bacia. Os transportes sólidos específicos de Zn, Cr e N nos sedimentos estudados foram relativamente altos (79,9, 33,3 e 20 kg km-2 a-1, respectivamente) em comparação com outras regiões industrializadas da Ásia, Europa, América do Norte e América do Sul. Correlações lineares significativas puderam ser observadas entre as concentrações da matéria orgânica e Cr, Cu e Co nos sedimentos em suspensão, evidenciando a complexação desses metais na fase orgânica, enquanto que Ni e Pb se mostraram correlacionados com a fração dos óxidos de Fe. O índice de geoacumulação (Igeo) usado para a avaliação das classes e do grau de poluição dos metais pesados presentes na carga sólida da bacia do rio Piracicaba evidenciou uma poluição de média à forte para Zn em toda a bacia e uma poluição moderada para Cr e Ni em direção à foz, no entorno da zona agriculturável com cana-de-açúcar e sob influencia urbana.
Palavras-chave: Transporte fluvial; Metais pesados; Rio Piracicaba; Sedimentos; Índice de geoacumulação.
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