felipe alexandre rizzo níveis de metais no solo e na água da microbacia do distrito industrial do

98 Pages·2015·2.13 MB·Portuguese

FELIPE ALEXANDRE RIZZO

NÍVEIS DE METAIS NO SOLO E NA ÁGUA DA MICROBACIA DO
DISTRITO INDUSTRIAL DO PEQUIÁ, MUNICÍPIO DE AÇAILÂNDIA, MA

Rio de Janeiro
2015
FELIPE ALEXANDRE RIZZO

NÍVEIS DE METAIS NO SOLO E NA ÁGUA DA MICROBACIA DO
DISTRITO INDUSTRIAL DO PEQUIÁ, MUNICÍPIO DE AÇAILÂNDIA, MA

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
graduação de Saúde Pública e Meio Ambiente,
da Escola Nacional de Saúde Pública Sérgio
Arouca, na Fundação Oswaldo Cruz, como
requisito parcial à obtenção do título de Mestre
em Ciências.
Orientadora: Profa Drª Carmen Freire Warden

Rio de Janeiro
2015
Catalogação na fonte
Instituto de Comunicação e Informação Científica e Tecnológica
Biblioteca de Saúde Pública

R627n Rizzo, Felipe Alexandre
Níveis de metais no solo e na água da microbacia do distrito

Industrial do Pequiá, município de Açailândia, MA. / Felipe
Alexandre Rizzo. -- 2015.
98 f. : il. ; tab. ; graf. ; mapas

Orientador: Carmen Freire Warden
Dissertação (Mestrado) – Escola Nacional de Saúde Pública
Sergio Arouca, Rio de Janeiro, 2015.
1. Metais. 2. Solo. 3. Águas de Superfície. 4. Poluição
Ambiental - efeitos adversos. I. Título.

CDD – 22.ed. – 363.7098121
FELIPE ALEXANDRE RIZZO

NÍVEIS DE METAIS NO SOLO E NA ÁGUA DA MICROBACIA DO
DISTRITO INDUSTRIAL DO PEQUIÁ, MUNICÍPIO DE AÇAILÂNDIA, MA

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
graduação de Saúde Pública e Meio Ambiente,
da Escola Nacional de Saúde Pública Sérgio
Arouca, na Fundação Oswaldo Cruz, como
requisito parcial à obtenção do título de Mestre
em Ciências.

Aprovada em: 23 de novembro de 2015

Banca Examinadora

_______________________________________________________
Profa Drª Carmen Freire Warden (orientadora)
ENSP-FIOCRUZ

________________________________________________________
Prof Dr José Augusto Albuquerque dos Santos
IOC-FIOCRUZ

________________________________________________________
Profa Drª Maria de Fátima Ramos Moreira
ENSP-FIOCRUZ
Dedico este trabalho a Matheus Rizzo de
Oliveira, Maria Luiza Rizzo e Marina Rizzo,
como representantes das presentes e futuras
gerações, para que nunca percam a esperança
de tornar o mundo melhor para todos, sempre
com respeito à natureza.
AGRADECIMENTOS

À minha Família agradeço por tudo.
Aos meus pais agradeço pela educação, valores, paciência e incentivo.
À minha filha querida, Maria Luiza Rizzo, agradeço pela sua compreensão.
Ao irmão Rafael Rizzo e sobrinho Matheus Rizzo pelas orientações.
Agradeço profundamente aos amigos e irmãos Ana Rizzo e Luis Carlos Noleto pela
preocupação e apoio constantes. Os conhecimentos e dedicações foram fundamentais para a
finalização deste estudo.
Agradeço a orientadora Professora Carmen Freire Warden pelo apoio, incentivo e
amizade.
À equipe Fiocruz / ENSP agradeço pelos ensinamentos repassados e orientações.
À Direção IFMA por entender o quanto é importante a capacitação de um servidor
público federal.
Ao Labgeo UEMA pelas imagens e informações referentes à estação meteorológica.
Ao Prof João Reis UEMA – São Luis pela ajuda na análise dos dados em ICP.
Ao amigo Jalesmar Bazan – Técnico de Laboratório de Florestas – IFMA Açailândia
pela ajuda nas coletas de campo.
À servidora Rafaela Soares – Bibliotecária IFMA Açailândia pelos conhecimentos
repassados sobre normalização da dissertação.
Aos amigos Sílvio – IFMA Campus Maracanã – São Luís, Moacir Florentino – IFMA,
Suzenilde Costa Maciel e Eliane Cardoso Araújo pela ajuda nas horas necessárias.
Aos amigos da turma de mestrado em saúde pública e meio ambiente.
Ao Sr. Anísio – comunidade Pequiá e Sr. Edgard – comunidade Pequiá pelas
informações repassadas sobre a comunidade e o processo de industrialização.
Os que se encantam com a prática sem a
ciência são como os timoneiros que entram no
navio sem timão nem bússola, nunca tendo
certeza do seu destino
LEONARDO DA VINCI
RESUMO

Introdução: Este estudo determinou a concentração de vários metais no solo e na água da
microbacia do distrito industrial do Pequiá, Açailândia-MA, e investigou a variação das
concentrações dos metais no solo em função da distância às indústrias. Os metais investigados
os metais foram Arsênio (As), Cádmio (Cd), Manganês (Mn), Mercúrio (Hg), Chumbo (Pb) e
Níquel (Ni), que podem acarretar diversos agravos na saúde em virtude da sua toxicidade em
diferentes alvos biológicos. O distrito industrial do Pequiá é caracterizado por indústrias
siderúrgicas e rodovias com intenso tráfego de veículos a combustão, o que desperta a
necessidade de se conhecer as concentrações ambientais desses metais. Metodologia: Foram
coletadas 44 amostras de solo do entorno das indústrias nos período seco e chuvoso,
respectivamente, e água de três pontos do córrego Pequiá no período chuvoso. A
determinação da concentração de metais em solo foi realizada por Espectrometria de Emissão
Atômica por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES), e em água por meio de
Espectrometria de Massa com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-MS). Resultados: As
concentrações de As, Cd, Hg e Ni em água nos três pontos do córrego, classificada como água
da classe 1 segundo a Resolução CONAMA 357/2005, estiveram abaixo dos limites de
quantificação correspondentes, cujos valores são 50 µg/L, 5 µg/L, 0,17 µg/L e 5 µg/L,
respectivamente. Devido ao limite de quantificação do equipamento ser maior que o limite
aceitável estabelecido pelo CONAMA, não foi possível avaliar se água analisada atende aos
padrões de qualidade. Em relação ao Mn, a concentração no ponto 3 foi 0,30 mg/L, valor 3
vezes acima do limite estabelecido pela legislação, enquanto a concentração de Pb no mesmo
ponto foi 0,98 mg/L, valor quase 100 vezes acima do limite aceitável estabelecido pela
legislação. No solo, Mn e Pb foram os metais que apresentaram as maiores concentrações. No
período seco, as frequências de detecção foram parecidas ao período chuvoso. O único metal
detectado em todas as amostras no período seco foi o Hg. A análise de correlação entre as
concentrações no solo em cada período revelou correlação positiva estatisticamente
significativa entre Pb e Mn no período chuvoso e correlação negativa com significância
limítrofe entre Mn e Hg. Em relação ao gradiente de concentração, se observou diminuição
apenas da concentração de Pb ao longo da linha reta entre as indústrias e o bairro Pequiá. A
diminuição da concentração de Pb com a distância foi estatisticamente significativa, tanto no
período chuvoso quanto no seco. Conclusão: Os metais Mn e Pb foram os mais
frequentemente encontrados e com as concentrações mais elevadas tanto no solo quanto na
água, muito provavelmente devido ao processo de fabricação do ferro gusa e ao intenso
tráfego de veículos.

Palavras-chave: metais; solo; água superficial; fontes de poluição; efeitos adversos à saúde.
ABSTRACT

Introduction: This study determined the concentration of heavy metals in soil and surface
water in the industrial district of Pequiá, Açailândia-MA, as well as investigated the variation
in concentration of metals in soil with the distance to the industries. Metals investigated were
Arsenic (As), Cadmium (Cd), Manganese (Mn), Mercury (Hg), Lead (Pb) and Niquel (Ni),
which may cause several health effects. The Pequiá industrial district is composed by several
steel plants and roads with heavy vehicle traffic. Methods: Soil samples were collected from
44 points around the industrial district in the dry and rainy season, respectively, and water
samples were collected at three points of the Pequiá stream during the rainy season.
Concentrations of metals in soil were determined by inductively coupled plasma optical
emission spectrometry (ICP-OES), and by inductively coupled plasma mass spectrometry
(ICP-MS). Results: As, Cd, Hg and Ni concentrations in surface water, which is classified as
class I according to the CONAMA Resolution 357/2005, were below their respective
quantification limits, i.e. 50 µg/L, 5 µg/L, 0.17 µg/L and 5 µg/L. Because the limit of
quantification was higher than the acceptable limit established by the CONAMA, it was not
possible to assess whether the analyzed water attended the national quality standard.
Concentration of Mn in point 3 was 0.30 mg/L, three times higher than he limit established by
the legislation, while Pb concentration in the same point was 0.98 mg/L, almost 100 times
above the national standard. In soil, Mn e Pb presented the highest concentrations. In the dry
season, frequencies of detection were similar to those found in the rainy season. Hg was the
only metal detected in all soil samples in the dry season. Correlation analysis between
concentrations of metals in soil showed a statistically significant positive correlation between
Pb e Mn in the rainy season. Pb was the only metal showing a reduction in concentration
across the straight line between the industries and Pequiá neighborhood. Reduction in Pb
concentration with increasing distance was statistically significant in both seasons.
Conclusions: Mn e Pb were the metals most frequently found and those presenting the
highest concentrations in soil and water, suggesting that the main sources of these metals in
the study area may be iron manufacturing process and motor vehicle traffic.

Keywords: metals; soil; surface water; pollution sources; adverse health effects.
LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Processo de redução do minério de ferro para produção do gusa .................... .22
Figura 2 – Fluxograma dos impactos ambientais gerais da escória de alto forno ............. .24
Figura 3 – Dinâmica de metais-traço no solo .................................................................... .42
Figura 4 – Mapa de localização do município de Açailândia ........................................... .59
Figura 5 – Evolução demográfica do Pequiá 1970-1995 .................................................. .60
Figura 6 – Distribuição das chuvas, fazenda Itabaiana, período de janeiro a dezembro dos
anos 2005 e 2008 ............................................................................................... .61
Figura 7 – Delimitação das indústrias, residências, propriedades rurais e plantios na bacia do
Pequiá ................................................................................................................. .62
Figura 8 – Tráfego constante de caminhões nas proximidades do distrito industrial ....... .62
Figura 9 – Raio de 1 km ao redor das indústrias ............................................................... .63
Figura 10 – Trecho de 6 km entre o distrito industrial e o bairro Pequiá .......................... .64
Figura 11 – Localização dos pontos de amostragem para água no córrego Pequiá ........... 65
Figura 12 – Balanço hídrico climático de Imperatriz-MA, 1931-1960 e 1961-1990 ......... 66
Figura 13 – Formas de amostragem em cada ponto dentro do raio de 1 km ...................... 67
Figura 14 – Coleta de água no córrego Pequiá ................................................................... 67
Figura 15 – Concentração dos metais (mg/L) nos pontos de coleta de água do córrego Pequiá72
Figura 16 – Concentrações de Pb nos períodos chuvoso e seco......................................... 75
Figura 17 – Concentrações de Hg no período chuvoso e seco ........................................... 76
Figura 18 – Concentrações de Mn no período chuvoso e seco .......................................... 76
Figura 19 – Concentrações de Cd no período chuvoso e seco ........................................... 77
Figura 20 – Concentrações de Ni no período chuvoso e seco ............................................ 77
Figura 21 – As concentrações de Pb e Mn nos períodos chuvoso e seco ........................... 79
Figura 22 –Dispersão para a concentração de Pb no solo em relação à distância das indústrias
nos períodos chuvoso e seco ............................................................................. 81