Abstract:
A cidade de Rio Grande, localizada às margens do estuário da Lagoa dos Patos, possui uma intensa atividade portuária e industrial, fatores que promoveram nas últimas décadas, alterações significativas nas paisagens e na degradação dos recursos hídricos, incluindo a contaminação por nutrientes e por metais. Por ser um estuário semi-fechado, possui uma alta taxa hidrodinâmica, condicionada principalmente pela força e direção dos ventos. Os ciclos biogeoquímicos naturais dos metais na coluna dágua, podem ser alterados devido ao lançamento de metais oriundos das atividades humanas. Alterações na fração dos metais podem ocasionar uma maior biodisponibilidade destes elementos para os organismos. A determinação das espécies de metais biodisponíveis (lábil) por técnicas instrumentais ou analíticas, possuem implicações quanto à obtenção da concentração representativa do meio, por estar sujeita a erros de amostragem e preparo das amostras. Com o desenvolvimento da técnica de gradiente difusivo de membranas (DGT), obtem-se a concentração da fração lábil in situ em distintos ambientes sob diversas condições de pH, temperatura e salinidade. O presente trabalho tem como objetivo avaliar e aplicar a técnica DGT, para o monitoramento e detecção da concentração de elementos traço em distintos locais da área estuarina da Lagoa dos Patos. Para avaliar a aplicabilidade da técnica para o estuário, foram considerados dois períodos de exposição do sistema DGT em três locais: um com pouca influência (Ilha dos Marinheiros - IM) e dois com maior influencia dos despejos industriais e urbanos (Capitania dos Portos - CP e Museu Oceanográfico - MO). Para o primeiro período de exposição (2, 6 e 10 dias) das unidades de DGT foram analisados Cd, Co, Cu, Mn, Ni, Pb e Zn em DGT e água nos locais IM e CP. Para o segundo período de exposição (2, 4, 6 e 8 horas) DGT e água foram analisados para Cd, Cu, Pb e Zn no local MO em duas amostragens, uma com salinidade intermediária (MO1) e a outra com salinidade alta (MO2). Para ambos períodos de exposições, amostras de água analisadas para a fração lábil de metais com resina Chelex 100, demonstraram concentrações distintas em comparação ao DGT, evidenciando a diferença entre os dois métodos. Os resultados no DGT para o primeiro período de exposição (IM e CP) mostraram um decréscimo nas concentrações de todos os elementos, com o aumento do tempo de exposição. Isto provavelmente tenha ocorrido devido à baixa concentração de metais lábeis na água e/ou possível presença de biofilm nas unidades de DGT. Não foram reveladas concentrações significativas de Cu, Pb, Ni e Zn nos locais IM e CP. Para o segundo período de exposição, as concentrações de metais foram mais elevadas para Cd, Cu e Pb em alta salinidade (MO2), além de ter indicado aporte para este elementos no meio, quando comparado com outros estuários. Em conseqüência das variabilidades do estuário, conclui-se que uma resposta mais representativa para o sistema DGT, seria mantê-lo num período fixo de 8 a 48 horas em exposição no ambiente.
Rio Grande is a city located in the margin of the Patos Lagoon estuary and its maritime harbour and industries are very developed. During the last decades, these activities
were responsible for many changes of the landscape and degradation of water resources,
including contamination by nutrients and metals. This semi-closed estuary has a high
hydrodynamic rate, which is determined manly by the wind direction and strength. The
natural biochemical cycles of metals can be modified by discharge of metals originated by
human activities. Changes in the metal fractions can lead to a higher bioavailability of these elements to the organisms. The determination of bioavailable (labile) metals by instrumental or analytical techniques can have implications on the representative environmental concentration, since errors during sample collection and preparation can occur. The development of the diffusive gradient thin-films (DGT) technique made possible the determination of labile metals in situ in distinct environments with different conditions of pH, temperature and salinity. The main objective of the present study is to apply and to evaluate the DGT technique, for the monitoring and detection of trace elements concentrations in different areas of the Patos Lagoon estuary. To evaluate the applicability of this technique to the estuary, two deployment periods of the DGT units were considered in three areas: one with low antropogenic influence (Ilha dos Marinheiros – IM) and two in high urban and industrial discharge areas (Capitania dos Portos – CP – and Museu Oceanográfico – MO). For the first period of the DGT deployment (2, 6 and 10 days) DGT and water samples were analyzed for Cd, Co, Cu, Mn, Ni, Pb and Zn at the IM and CP sites. For the second deployment period (2, 4, 6 and 8 hours), Cd, Cu, Pb e Zn were analyzed for DGT and water samples were collected at the MO point, during two different conditions of salinity, one with intermediate values (MO1) and the other with high salinity (MO2). For both deployment periods, water samples analyzed for labile fraction with Chelex-100 resin showed distinct concentrations, when compared with the DGT, indicating differences between the two methods. The DGT results showed for the first deployment period (IM and CP) a decrease with time in the concentration for all elements. Probably this had occurred due to variations on the labile form of the metals and/or the presence of biofilm. No significant differences were found in the concentration of Cu, Pb, Ni and Zn between IM and CP sites. For the second deployment period, trace metal concentrations showed higher values for Cd, Cu and Pb during high salinity (MO2) condition, as well as indicating input of these elements in the
surroundings when compared with other estuaries. As a consequence of variability’s in the estuary, it can be concluded that for a more representative result of the DGT units, these should be deployed during 8 to 48h on a fixed period in the environment.
