Contaminação por elementos-traço em ecossistemas lênticos urbanos brasileiros: tendências nacionais e padrões locais
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Contamination by trace elements in Brazilian urban lentic ecosystems: national trends and local patterns
Primeiro orientador
Membros da banca
Maria Clara Vieira Martins Starling
Juliana Souza Kasprzyk
Daniele Kasper
Juliana Souza Kasprzyk
Daniele Kasper
Resumo
Ambientes lênticos urbanos, como lagos e reservatórios, são especialmente vulneráveis à contaminação por elementos-traço devido a sua característica de baixa hidrodinâmica e, portanto, alta capacidade de retenção de poluentes. Esses contaminantes, provenientes de fontes naturais e antrópicas, oferecem riscos ecológicos e à saúde pública. Sendo assim, investigamos a contaminação por elementos-traço em ecossistemas lênticos urbanos brasileiros a partir de dois enfoques complementares. No primeiro capítulo, realizamos uma revisão sistemática da literatura científica publicada entre 1980 e 2023, com o objetivo de compreender como esses contaminantes são estudados nas diferentes regiões brasileiras, considerando a vasta diversidade geográfica, ambiental e socioeconômica do país. Os estudos foram categorizados de acordo com a região geográfica, bioma, tipo de uso do solo, elementos-traço investigados, matriz analisada e menções às legislações ambientais brasileiras. Observamos uma tendência crescente na produção científica, especialmente entre 2011 e 2023. A maior parte dos estudos foi conduzido predominantemente em áreas industriais e na região Sudeste, em grandes centros urbanos e no bioma Mata Atlântica. Os elementos-traço mais investigados foram Cu, Pb, Cr, Zn e Ni sendo o sedimento a matriz mais frequentemente analisada. No segundo capítulo, analisamos a distribuição espacial de elementos-traço nos sedimentos da Reservatório de Ibirité (Minas Gerais), um reservatório artificial localizado em uma bacia hidrográfica urbanizada, e seus tributários. Foram quantificadas as concentrações de As, Cu, Cd, Cr, Hg, Mn, Ni, Pb e Zn em 22 pontos amostrados em duas campanhas (seca e chuvosa), juntamente com variáveis físicas, químicas e granulométricas dos sedimentos. As concentrações de As, Ni, Cu, Pb e Cr no reservatório ultrapassaram os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 454/2012. Nos tributários, observou-se que as concentrações de elementos-traço estiveram associadas ao uso e cobertura do solo, indicando influência direta das atividades antrópicas nas bacias de drenagem. Por outro lado, no reservatório, o uso e ocupação do solo não se mostraram bons preditores da distribuição espacial dos contaminantes, sendo as características sedimentares, especialmente a proporção de sedimentos finos, os principais fatores relacionados às concentrações dos elementos. Os resultados obtidos neste trabalho contribuem para o entendimento da contaminação por elementos-traço em lagoas urbanas e podem subsidiar estratégias de monitoramento e gestão ambiental nesses ecossistemas.
Abstract
Urban lentic environments, such as lakes and reservoirs, are particularly vulnerable to trace element contamination due to their low hydrodynamics and, consequently, high capacity for pollutant retention. These contaminants, originating from both natural and anthropogenic sources, pose ecological and public health risks. Therefore, we investigated trace element contamination in Brazilian urban lentic ecosystems using two complementary approaches. In the first chapter, we conducted a systematic review of scientific literature published between 1980 and 2023, aiming to understand how these contaminants are studied across different Brazilian regions, considering the country's vast geographical, environmental, and socioeconomic diversity. Studies were categorized according to geographic region, biome, land use type, trace elements investigated, matrix analyzed, and references to Brazilian environmental legislation. We observed a growing trend in scientific production, especially between 2011 and 2023. Most studies were conducted in industrial areas, mainly in the Southeast region, large urban centers, and the Atlantic Forest biome. The most frequently investigated trace elements were Cu, Pb, Cr, Zn, and Ni, with sediment being the most commonly analyzed matrix. In the second chapter, we analyzed the spatial distribution of trace elements in the sediments of the Ibirité Reservoir (Minas Gerais), an artificial reservoir located in an urbanized watershed, and its tributaries. Concentrations of As, Cu, Cd, Cr, Hg, Mn, Ni, Pb, and Zn were quantified at 22 sampling points during two campaigns (dry and wet seasons), along with physical, chemical, and granulometric characteristics of the sediments. Concentrations of As, Ni, Cu, Pb, and Cr in the reservoir exceeded the limits established by Brazilian Resolution CONAMA n° 454/2012. In the tributaries, trace element concentrations were associated with land use and land cover, indicating a direct influence of anthropogenic activities in the drainage basins. In contrast, in the reservoir, land use and land cover were not good predictors of the spatial distribution of contaminants; instead, sediment characteristics, especially the proportion of fine particles, were the main factors related to trace element concentrations. The results of this work contribute to a better understanding of trace element contamination in urban lakes and may support monitoring and environmental management strategies in these ecosystems.
Assunto
Ecologia, Metais Pesados, Lagoas, Ecossistema, Poluentes Inorgânicos, Sedimento
Palavras-chave
metal pesado, Lagoa, Reservatório, Ecossistema urbano, Contaminantes inorgânicos, Sedimento