Elementos potencialmente tóxicos em solos hidromórficos ao longo da bacia do Alto Iguaçu-PR

Orientadora: Profa. Dra. Eloana Janice BonfleurCoorientador: Profo. Dr. Vander de Freitas MeloDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa : Curitiba, 29/05/2020Inclui referênciasResumo: A bacia hidrográfica do Alto Iguaçu é um ponto de ocupação pelos setores industriais, urbano e agrícola, e, consequentemente, o principal receptor de poluentes que se concentram na água e podem ser alocados nas demais matrizes ambientais, como os solos hidromórficos presentes na área úmida que margeia a bacia. Sabe-se que estes solos possuem um período de alagamento devido à elevação do nível da água do rio nos períodos de alta pluviosidade, de modo que a dinâmica química dos elementos e seu comportamento no solo é alterado, uma vez que o ambiente alagado possui restrição de oxigênio, se caracterizando como um ambiente redutor. Esta particularidade ocasiona alterações nos atributos do solo, bem como na distribuição dos elementos potencialmente tóxicos (EPTs) nas frações reativas de alocação destes poluentes. Neste ambiente, sob as condições mencionadas, os EPTs podem ser realocados em frações mais propensas a disponibilização ao ambiente, como solúvel e trocável, acarretando em maior potencial toxicológico ao solo. Diante disto, este trabalho objetivou caracterizar o solo da bacia do Alto Iguaçu, localizada no Estado do Paraná, quanto aos os teores de As, Cr, Cu, Ni, Pb e V correlacionando-os com os atributos físicos e químicos, bem como avaliar, por meio da extração sequencial a distribuição destes nas diferentes superfícies reativas do solo durante o processo experimental de alagamento em laboratório. Para tal, foram amostrados oito pontos ao longo da bacia, e em cada ponto obteve-se duas amostras: ao lado do canal do rio (sedimento de margem) e a 30 m da margem (solo), nos anos de 2017 e 2018. Para fins de comparação, foram selecionados dois pontos como referência geológica localizados nas cidades de Almirante Tamandaré (Gnaisse/migmatito) e Quatro Barras (Formação Guabirotuba). Ambas localizadas no estado do Paraná. Para avaliar como o processo de alagamento interfere na distribuição destes elementos nas frações reativas (solúvel, trocável, orgânica, óxidos de ferro e alumínio amorfo, óxidos de alumínio e minerais 1:1 e residual) realizou-se duas extrações sequenciais, sendo a primeira antes da realização do experimento e a segunda após a incubação e saturação das amostras com água. A análise de Cluster demonstrou que os teores de EPTs não diferiram entre os sedimentos de margem e as amostras de solo. Entretanto, houve diferenciação temporal, sendo que os teores foram em média maiores no ano de 2018 em relação a 2017. Todavia, os teores observados se encontram abaixo do Resolução CONAMA nº 420/09, com exceção dos teores de Cu, que foram superiores ao valor de prevenção. Na primeira extração sequencial foi possível identificar que aproximadamente 91% dos EPTs estavam alocados na fração residual, e apesar da saturação total das amostras, onde o potencial redox alcançou valores próximos de -300 mV, a segunda extração não apresentou resultados significativamente diferentes, isto é, a fração residual seguiu sendo a principal fração de alocação de EPTs com média de 96%. Logo, nas condições estudadas, a saturação total das amostras não proporcionou alterações na distribuição dos EPTs nas frações reativas do solo. Palavras-chave: Poluentes recalcitrantes. Ambiente anóxico. Extração sequencial. Planície aluvial.Abstract: The Alto Iguaçu hydrographic basin is a point of occupation by the industrial, urban and agricultural sectors, and, consequently, the main recipient of pollutants that are concentrated in water and can be allocated to other environmental matrices, such as hydromorphic soils present in the humid area. that borders the basin. It is known that these soils have a period of flooding due to the elevation of the water level in the river during periods of high rainfall, so that the chemical dynamics of the elements and their behavior in the soil is altered, since the flooded environment has restrictions oxygen, characterized as a reducing environment. This particularity causes changes in soil attributes, as well as in the distribution of potentially toxic elements (PTEs) in the reactive allocation fractions of these pollutants. In this environment, under the conditions mentioned, PTEs can be reallocated in fractions more likely to be made available to the environment, as soluble and exchangeable, resulting in greater toxicological potential for the soil. In view of this, this work aimed to characterize the soil of the Alto Iguaçu basin, located in the State of Paraná, regarding the contents of As, Cr, Cu, Ni, Pb and V correlating them with the physical and chemical attributes, as well as evaluating, by means of sequential extraction, their distribution on the different reactive surfaces of the soil during the experimental flooding process in the laboratory. For this, eight points were sampled along the basin, and at each point two samples were obtained: next to the river channel (margin sediment) and 30 m from the margin (soil), in the years 2017 and 2018. For comparison purposes, two points were selected as a geological reference located in the cities of Almirante Tamandaré (Gneiss / migmatite) and Quatro Barras (Guabirotuba Formation). Both located in the state of Paraná. To evaluate how the flooding process interferes with the distribution of these elements in the reactive fractions (soluble, exchangeable, organic, iron oxides and amorphous aluminum, aluminum oxides and minerals 1: 1 and residual), two sequential extractions were performed, the first being before the experiment and the second after incubation and saturation of the samples with water. The Cluster analysis demonstrated that the PTEs contents did not differ between margin sediments and soil samples. However, there was a temporal differentiation, and the levels were on average higher in 2018 compared to 2017. However, the levels observed are below CONAMA Resolution No. 420/09, with the exception of Cu levels, which were higher than prevention value. In the first sequential extraction, it was possible to identify that approximately 91% of the PTEs were allocated in the residual fraction, and despite the total saturation of the samples, where the redox potential reached values close to -300 mV, the second extraction did not present significantly different results, that is, the residual fraction continued to be the main fraction of PTEs allocation with an average of 96%. Therefore, under the conditions studied, the total saturation of the samples did not alter the distribution of PTEs in the reactive fractions of the soil. Keywords: Recalcitrant pollutants. Anoxic environment. Sequential extraction. Flood plain