A movimentação por veiculação hídrica do fósforo e outros macroconstituintes químicos sob a influência de fatores naturais e tecnogênicos na Bacia do Rio Timbu, tributário do reservatório Iraí - Região Metropolitana de Curitiba

Abstract

Resumo: O presente trabalho foi realizado na bacia do rio timbu, localizada nos municípios de Campina Grande do Sul e Quatro Barras, na região metropolitana de Curitiba/PR e teve como objetivos principais: avaliar a litopedologia da bacia; relacionar o material particulado, bem como, dissolvido na água com os componentes litopedológicos da bacia e avaliar a poluição pontual e difusa através da análise de macroelementos em condição de estiagem e diferentes pluviosidades, com ênfase em fósforo. Foram realizadas análises físicas, químicas, de difração e fluorescência de raios-X, nos horizontes B, C e D, em 3 diferentes altitudes na bacia. também foi avaliado o material particulado presente na água através da análise de partículas individuais com microscopia eletrônica de varredura, em 6 pontos da bacia que buscavam representar os principais usos das áreas adjacentes: uso agropecuário e uso urbano. Ainda, foi verificada a relação do material particulado com a composição litopedológica da bacia e com água presente na amostra para verificação da solubilização. Para avaliação comportamental de macroelementos sob condições de estiagem e de diferentes pluviosidades foram realizadas análises seqüenciais quali-quantitativas da água da bacia. O período de estiagem correspondeu a 10 dias anteriores sem chuva e as pluviosidades: 4,9 mm - baixa e 16,8 mm - média. Os principais resultados observados na avaliação litopedológica indicaram a ocorrência de variadas composições cristalográficas nos cristais sugerindo diferentes graus de intemperismo na bacia. A presença significativa de gibsita e goetita nos horizontes perfilados pode estar associada aos baixos teores de P-lábil; assim, mesmo o elevado valor para P-total determinado no horizonte C na maior altitude da bacia também deve estar sob formas nãolábeis. O estudo do material particulado no rio mostrou que todos os pontos avaliados apresentaram partículas ricas em Si-Al-Fe, caracterizando bem a presença de aluminossilicatos e óxidos e hidróxidos de Fe e Al no material em suspensão. Mg, P, S, K, Cl, Ca Ti, Mn, Cr, Ni Cu, Zn e Ba aparecem em menor quantidade, possivelmente na forma absorvida e/ou incorporados a estrutura cristalográfica das partículas nucleadoras. Na avaliação da poluição pontual – estiagem - foram verificadas elevadas concentrações de P-total, P-reativo, N-total e condutividade elétrica em vários compartimentos de rio, contudo, somente após a passagem por áreas antropizadas, sugerindo presença de esgoto. A carga de fósforo no ponto de foz 52FZ na vazão de estiagem foi 2,82 kg dia-1, cinco vezes menor à carga com vazão média 8,83 kg dia-1. Já durante a chuva média - 16,8 mm a carga chegou a 175,29 kg dia-1, afirmando a importância da avaliação da carga difusa nos processos de eutrofização. O escoamento superficial de áreas urbanas proporcionou uma elevação significativa nos teores das formas reativas de fósforo. O pico de carga nos pontos 12AA e 52FZ ocorreu após a vazão já ter aumentado, demonstrando que a grande parte desta carga vem de áreas a montante e não da própria área de contribuição.

Abstract: This current work was done over the Timbu river basin, which is placed in Campina Grande do Sul and Quatro Barras, cities located in the area of the metropolitan region of Curitiba/PR and aimed to: evaluate the litopedology of the river basin; relate the particular and dissolved material in the water to the litopedologic components of the basin and to evaluate the pontual and diffuse pollution through the macroelements analyses during drought and different rain intensities, always emphasizing in phosphorus. Chemical, physical, diffraction, X-ray fluorescence and soil analyses were carried through in horizons B, C and D under three different altitude. It was also evaluated individual particles of the water’s particular material through the SEM/EDX methods in six sites of the basin, that represented the principal occupation of the adjacent areas: Agropecuary and Urban occupation. In addition, it was established a relation among the particular material, the basin’s litopedologic composition and the water of the sample, in order to check the solubilization. To evaluate the behavior of macroelements under drought and different rainfall, sequencial chemical and physical analyses of water were made in the basin. The drought period corresponds to 10 days on which it didn’t rain, and the rainfall of the period that rained was: 4,9mm – low and 16,8mm – medium. The principal results found on the litopedologic evaluation showed the occurrence of various crystallographic compositions on the crystals indicating different levels of intemperism on the basin. The presence of goethite and gibbsite in the tillered horizons may be associated to the low levels of labile P, thereby, even the high value of total P found in a C horizon on the highest altitude of the basin may be non-labile. The study of the particular material on the river showed that all the locations evaluated contained particles with plenty of Si-Al-Fe, showing the presence of aluminosilicates, oxides and hydroxides of Fe and Al in the suspended material. The elements Mg, P, S, K, Cl, Ca Ti, Mn, Cr, Ni Cu, Zn and Ba appear in lower amounts, possibly absorbed and/or embodied in the crystallographic structure of the nucleating particles. On the pontual pollution evaluation (drought) high concentrations of total P, reactive P, total N and electric conductivity were found in several river compartments, however, only after passing by anthropized areas, suggesting presence of sewage. The load of P, evaluated in site 52FZ (estuary), was 2,82 kg day-1 on the drought outflow, 5 times lower than annual average outflow, 8,83 kg day-1 in the normal outflow and 175,29 kg day-1 in a monthly average of rain precipitation of 16,8 mm, this shows the importance of the diffuse pollution evaluation on the process of eutrophisation. The runoff of urban areas provided significant elevation in the levels of reactive forms of phosphorus. The load-in the sites 12AA and 52FZ occurred after the outflow increase, this indicates the majority of the load comes from an upstream area and not from the own basin contribution area.