Partículas esferoidais carbonosas em testemunhos de sedimentos no estuário de Santos e São Vicente, SP

Abstract

Resumo: As partículas esferoidais carbonosas (SCPs) são indicadoras de processos de queima de combustíveis fósseis. Juntamente com outros tipos de partículas emitidas com os gases durante a combustão, constituem um material denominado fly ash. A facilidade, rapidez e baixo custo do método de análise e a intrínseca relação com outros indicadores de poluição justificam sua utilidade na avaliação de atividades antrópicas. O presente estudo teve como objetivos avaliar a concentração dessas partículas em testemunhos de sedimento no sistema estuarino de Santos e São Vicente, local historicamente marcado por intensas atividades humanas e industriais, com a presença de diversas fontes dessas partículas para o sedimento, e associar as variações de concentração de SCPs com eventos de ocupação humana na região. A comparação entre os valores de SCPs e outros parâmetros de análise ambiental como hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, carbono orgânico, enxofre total, granulometria e susceptibilidade magnética, estudados previamente, permitiu avaliar a qualidade das SCPs como indicadoras de poluição. Foram coletados quatro testemunhos em três regiões distintas no estuário de Santos: Rio Casqueiro, Largo do Canéu e Largo de Santa Rita em setembro de 2002. As SCPs foram extraídas atráves de tratamentos ácidos sucessivos e contadas por microscopia óptica. Os valores máximos de SCPs registrados foram iguais a: 25500 gDM-1 (número de partículas por grama de massa seca do sedimento) e 14500 gDM-1 nos testemunhos CQ1 e CQ2, respectivamente; 13800 gDM-1 no testemunho do LSR e 11000 gDM-1 no testemunho LCN. A datação das seções dos testemunhos foi realizada em um estudo prévio através da análise do radionuclídeo 137Cs. Com a obtenção de dados geocronológicos foram gerados gráficos dos perfis de distribuição das SCPs em função das datas estimadas. Deste modo foi possível realizar a associação entre a distribuição de SCPs e eventos de ocupação humana na área de estudo. Nos quatro testemunhos analisados, a datação através do radionuclídeo 137Cs indicou que os valores máximos de concentração de SCPs localizam-se em seções equivalentes à períodos de intensas atividades industriais e urbanas nas localidades em que as colunas sedimentares foram obtidas. A comparação entre a concentração de SCPs e demais parâmetros analisados previamente através do índice de correlação de Pearson (r) revelou que as SCPs obtiveram forte correlação com outros parâmetros indicadores de atividades de queima de combustíveis fósseis (susceptibilidade magnética e PAHs de maior massa molecular). Os maiores valores de r foram obtidos na comparação entre SCPs e PAHs de maior massa molecular. Obteve-se r = 0,90 no testemunho CQ1; r = 0,97 no testemunho CQ2; r = 0,84 no testemunho LSR e; No testemunho LCN, não houve correlação significativa (r = 0,05). Assim, concluiu-se que as SCPs podem ser utilizadas como indicadores de processos de combustão gerados por atividades antrópicas e no estudo do histórico das atividades humanas na região. Palavras-chave: SCPs, sedimentos, testemunhos, Estuário de Santos e São Vicente.

Abstract: Spheroidal carbonaceous particles (SCPs) are indicators of processes of burning fossil fuels. Along with other types of particles emitted with the gases during combustion, is a material called fly ash. The ease, speed and low cost method of analysis and the intrinsic relationship with other indicators of pollution justify its usefulness in the evaluation of human activities. This study aimed to evaluate the concentration of particles in sediments of the estuarine system of Santos and Sao Vicente, historically land marked by intense human activities and industrial, with the presence of various sources of particulate matter in the sediment, and associated changes concentration of SCPs with events of human occupation in the region. The comparison between the values of SCPs and other parameters of environmental analysis as polycyclic aromatic hydrocarbons, organic carbon, sulfur, particle size and magnetic susceptibility, studied previously permitted to assess the quality of SCPs as indicators of pollution. Four sediment cores were collected in three distinct regions in the estuary of Santos: Rio Casqueiro, Largo Canel and Largo de Santa Rita in September 2002. The SCPs were extracted by successive acid treatments and counted by light microscopy. The maximum recorded SCPs were equal to: 25500 GDM-1 (number of particles per gram of dry sediment) and 14,500 GDM-1 in cores CQ1 and CQ2, respectively; 13800 GDM-1 in the core LSR and 11000 GDM -1 at LCN. The dating of the cores sections was made in a previous study by analyzing the radionuclide 137Cs. By obtaining geochronological data, graphs of the distribution patterns of SCPs according to the estimated dates were generated. Thus it was possible to carry out the association between the distribution of SCPs and events of human occupation in the study area. In the four sediment cores examined, this method of dating indicated that the maximum concentration of SCPs are located in sections equivalent to periods of intense industrial and urban activities in the areas where the sedimentary column were obtained. The comparison between the concentration of SCPs and other parameters in advance through the index of correlation coefficient (r) revealed that the SCPs showed strong correlation with other parameters indicative of human activities that burn fossil fuels (magnetic susceptibility and PAHs of higher molecular weight) . The highest values of r were obtained in the comparison between SCPs and PAHs of higher molecular weight. r = 0.90 in the core CQ1; r = 0.97 in the core CQ2, r = 0.84 in the LSR and no significant correlation for LCN, (r = 0.05). Thus, it was concluded that SCPs can be used as indicators of combustion processes generated by human activities and the study of the history of human activities in the region. Keywords: SCPs, sediment, cores, Estuary of Santos and Sao Vicente.