Sequential extraction of heavy metals in bottom sediments along the Tiete River (SP): partitioning between labile and residual phases

O presente estudo objetivou uma avaliação sobre os principais metais pesados Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni e Pb presentes nos sedimentos de fundo ao longo do rio Tietê (SP), em doze estações de amostragem considerando as distribuições desses metais em perfis de profundidades. O método utilizado foi a da extração seqüencial seletiva em quatro frações (solúvel + trocável, ácido solúvel ou carbonatos, óxidos de ferro e manganês e matéria orgânica) dentro da fase lábil, contando ainda com a determinação da fase residual através da fusão alcalina, e visando complementar o estudo utilizou-se da técnica de Sulfetos Volatilizados por ataque Ácido (AVS) com Extração Simultânea de Metais Pesados (SEM). Os resultados obtidos com a extração seqüencial, para a estação de Pirapora, no alto Tietê foram de 47% de biodisponibilidade de Cu, sendo este principalmente associada à matéria orgânica e 85% de biodisponibilidade de Zn, nas fases dos óxidos de Fe e Mn e ácido solúvel. Já no médio Tietê, altas concentrações de Cu também puderam ser observadas apresentando percentuais de biodisponibilidade de 46 e 65%, respectivamente para as estações de Tietê e Anhembi. Para as estações do baixo rio Tietê, próximas à foz, Nova Avanhandava e Três Irmãos, resultados similares puderam ser observados, com elevadas concentrações de metais pesados, de origem antrópica nessa região e no caso do Cu em particular, como controle de algas nesses reservatórios. Com relação ao método da extração simultânea de metais (SEM) e AVS empregados na avaliação da biodisponibilidade dos principais metais pesados nos sedimentos ao longo da bacia do rio Tietê, foi possível confirmar os resultados obtidos da extração seqüencial, sendo verificados prováveis efeitos de toxicidade de Zn, Cu e Cr nos sedimentos das estações de Tietê e Anhembi, no médio Tietê e efeitos ainda incertos de toxicidade de Cu, Zn e Co nos sedimentos próximos a foz do rio Tietê, em Nova Avanhandava e Três Irmãos. As diferenças observadas nos potenciais de extração entre os métodos utilizados evidenciaram que na maioria dos casos o método AVS correspondeu à fração S2 da extração sequencial seletiva para amostras de baixos teores de silte/argila e à fração S3 para amostras com elevados teores de silte/argila, ficando evidente que o caráter de biodisponibilidade de metais pesados para ambos os métodos utilizados apresentaram interpretações diferentes e discutíveisThe study aimed to evaluate the main heavy metals (Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni and Pb) present in bottom sediments along Tietê River, São Paulo state, Brazil, in twelve sampling stations, considering the distributions of these metals in profiles depths. The methods were sequential selective extraction in four fractions (soluble + exchangeable, soluble acid or carbonates, iron and manganese oxides and organic matter) in the labile phase and, alkaline fusion in the residual phase. A complementary study based on acid volatile sulfide (AVS) with simultaneous heavy metal extraction (SEM) was conducted. The results showed 47% of Cu bioavailability, for Pirapora station, high Tietê, which is mainly associated with organic matter and, 85% of Zn bioavailability, in Fe and Mn oxides and acid soluble phases. In middle Tietê, high concentrations of Cu could be observed, showing a bioavailability percentage of 46 and 65% for Tietê and Anhembi stations, respectively. For low Tietê stations, Nova Avanhandava and Três Irmãos, similar results were observed with high heavy metal concentrations of anthropogenic origin and, in particular for Cu, to control algae in these reservoirs. Regarding the complementary study, AVS and SEM confirmed the sequential extraction results, identifying possible toxicity effects of Zn, Cu and Cr in sediments of Tietê and Anhembi stations, in middle Tietê. However, the toxicity effects were uncertain for Cu, Zn and Co in sediments near Tietê River mouth, in Nova Avanhandava and Três Irmãos. The differences in extraction potential between the methods showed that, in most cases, AVS corresponded to S2 fraction of the sequential selective extraction for low silt / clay level samples and, S3 fraction for high silt / clay level samples. Thus, the bioavailability character of heavy metals for both methods had different and debatable interpretation