Distribuição de sulfetos em sedimentos do estuário da Lagoa dos Patos

Abstract

Os processos diagenéticos recentes associados a sulfato-redução são de grande importânciapara a química de sedimentos costeiros e estuarinos. No estuário da Lagoa dos Patos, noentanto, até agora não haviam sido efetuados estudos sobre distribuição vertical de sulfetos nossedimentos. Este trabalho teve como objetivo estudar a distribuição vertical de diferentes formasde sulfetos (Free-S2-, AVS e CRS), bem como outros parâmetros geoquímicos, em testemunhossedimentares (0-40cm), buscando investigar como estes produtos e subprodutos da sulfatoreduçãovariam temporalmente e localmente na região. Para tanto, em termos de variaçãotemporal, foi efetuada uma investigação geoquímica comparativa entre condições hidrológicasdistintas (período de água doce e período de água salgada) em dois sítios de naturezacontrastante (marisma (M2) e zona não vegetada (Z2)). Para investigação acerca de variaçõeslocais, foram analisados testemunhos coletados em zonas sem vegetação (Z1, Z2 e Z3) ao longodo gradiente estuarino. A investigação sobre variação temporal demonstrou que houveramcondições mais redutoras durante período de água doce em ambos os sítios (M2 e Z2). Isto serefletiu em um maior teor médio de enxofre reduzido em ambos os testemunhos neste período(água doce), com um grande acúmulo de AVS (>100 mg kg-1) sendo observado nos primeiroscentímetros da pilha sedimentar. No período de água salgada, condições mais oxidantes passama prevalecer nas camadas superficiais, o que diminui significativamente as concentrações dossulfetos metaestáveis. Em camadas mais profundas dos testemunhos, a variação temporal dosparâmetros tendeu a ser influenciada por fatores inerentes a cada sítio amostral. Intensosprocessos de bioturbação presentes em M2, muito provavelmente, exercem um controle de igualimportância sobre a formação e distribuição de sulfetos àquele exercido pelas variações doregime hidrológico local. Na zona sem vegetação (Z2), não foram observadas variaçõestemporais significativas para a distribuição de sulfetos abaixo de 10cm de profundidade, o queindicou que a influência exercida pelas variações hidroquímicas entre os dois períodos é de maiorimportância apenas sobre processos geoquímicos ocorrendo próximos a interface águasedimento.Localmente, foi possível observar que a zonação vertical da sulfato-redução e o teore a distribuição de sulfetos ao longo do gradiente estuarino foram controlados pela granulometriae pelo teor de carbono orgânico nos sedimentos. As profundidades onde há aumento dos teoresda fração fina coincidem com aquelas onde há aumento dos teores de C-org. Isto visivelmentese refletiu na distribuição dos sulfetos, principalmente Free-S2- e CRS. No geral, nossosresultados demonstraram que sulfetos são componentes abundantes, localmente heterogêneose temporalmente variáveis nos sedimentos do estuário da Lagoa dos Patos, e sugerem que asulfato-redução, ainda pouco compreendida neste estuário, é um processo de grandeimportância na geoquímica dos sedimentos da região.Palavras-Chave: Sulfetos, Sedimentos, Estuário, Marisma, Variação, Distribuição.

The early diagenetic processes associated with sulfate reduction and its products are of greatimportance for the chemistry of coastal and estuarine sediments. In the Patos Lagoon estuary,however, there were no research works on the vertical distribution of sulfides in the sedimentsuntil now. The objective of this work was to study the vertical distribution of different forms ofsulfides (Free-S2-, AVS and CRS), as well as other geochemical parameters in sediment cores(0-40cm), in order to investigate how these products and by-products of sulfate-reduction varytemporarily and locally in the region. To do so, in terms of temporal variation, was performed acomparative geochemical investigation between distinct hydrological conditions (fresh- andbrackish-water periods) in two sites of contrasting nature (salt marsh (M2) and a non-vegetatedzone (Z2)). For the investigation about local variations, we analyzed the cores collected in novegetatedzones (Z1, Z2 and Z3) along the estuarine gradient. The investigation on temporalvariation showed large changes to the sulfides content and distribution between the two periods.The largest variation, however, are mainly observed in the superficial layers (0-10 cm). There wasthe predominance of more reducing conditions during fresh-water period in both sites (M2 andZ2). This was reflected in a higher average TRIS content in both cores in this period (fresh water),with a large accumulation of AVS (> 100 mg kg-1) being observed in the first centimeters of thesedimentary pile. In the brackish-water period, more oxidizing conditions prevailed in thesuperficial layers, which significantly decreased the concentrations of metastable sulfides. Indeeper layers of the sediment cores, the temporal variation of sulfides tended to be influenced byinherent factors from each site. Intense bioturbation processes present in the M2 were very likelyto exert an equally important control over the sulfide formation and distribution than that exertedby the variations of the local hydrological regime. In the Z2, no significant variations in the sulfidedistribution were observed below 10 cm of depth, which indicated that the influence exerted byhydrochemical variations between the two periods was only important on geochemical processesoccurring close to water-sediment interface. Locally, was observed that the sulfate-reductionvertical zonation and the sulfides content and distribution along the estuarine gradient werecontrolled by the grain-size and organic carbon content in the sediments. The layers where thefine-grained fraction increase coincide with those where there is increase of the C-org contents.This was noticeably reflected in the sulfides distribution, mainly Free-S2- and CRS. Overall, ourresults demonstrated that sulfides are abundant, locally heterogeneous and temporally variablecomponents in sediments of the Patos Lagoon estuary, and suggest that sulfate reduction, stillpoorly understood in this estuary, is a process of great importance for local sedimentarygeochemistry.