Spatio-temporal assessment of chemical contamination by trace metals and arsenic in the sediments of the Santos Estuary-Bay system (SP)

A zona costeira do estado de São Paulo é habitada por 2,3 milhões de habitantes. Ocupada por áreas industriais, portuárias e metropolitanas, é alvo de pressões como resíduos sólidos, especulação imobiliária, emissões atmosféricas, lançamento de esgotos e efluentes industriais. O monitoramento da qualidade ecológica dos ambientes costeiros no estado de São Paulo é realizado pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). Além de relatórios técnicos providos pela CETESB, há um universo de estudos acadêmicos sobre a qualidade ecológica de ambientes costeiros de São Paulo. Porém, estes estudos encontram-se dispersos em diferentes publicações técnicas e científicas e, até o momento, não há um estudo de síntese do estado atual e tendências futuras da contaminação e toxicidade em ambientes costeiros de São Paulo. Este estudo tem por objetivo avaliar o estado atual e as tendências da contaminação por metais e metaloides em sedimentos costeiros no estuário-baía de Santos, a partir de dados disponíveis nos relatórios da CETESB no período de 2010 a 2020. Foi gerada uma base de dados de metais e metaloides (Al, As, Cd, Pb, Cu, Cr, Hg e Zn) com localização espacial dos dados e temporal, no período de 2010 a 2020, características do sedimento, além de metadados das fontes dos dados. Os dados foram tratados a partir da avaliação de risco ecológico e aplicação de aprendizado de máquina, IMESc - R Studio para a elaboração de um diagnóstico espaço-temporal de tendências da contaminação no estuário-baía de Santos. A avaliação demonstrou que os pontos de monitoramento do Canal de Piaçaguera foram os mais contaminados, além destes, os pontos do Canal de Santos também se demonstraram mais contaminados ao longo do tempo, assim como alguns pontos em São Vicente. A qualidade variou ao longo do tempo, com predominância de pontos mais contaminados em relação ao começo do monitoramento, ou, com melhoras pontuais possivelmente devido a operações de dragagem e recuperação do canal. Esta avaliação visa o apoio a políticas públicas para sociedades e oceanos saudáveis, bem como o diálogo com os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável - 2030 e Década do Oceano da Organização das Nações Unidas (ONU).The coastal zone of the state of São Paulo is inhabited by 2.3 million residents. Occupied by industrial, port, and metropolitan areas, it is subject to pressures such as solid waste, real estate speculation, atmospheric emissions, sewage discharge, and industrial effluents. The monitoring of the ecological quality of coastal environments in the state of São Paulo is carried out by the Environmental Company of the State of São Paulo (CETESB). In addition to technical reports provided by CETESB, there is a wealth of academic studies on the ecological quality of coastal environments in São Paulo. However, these studies are scattered across different technical and scientific publications, and to date, there is no comprehensive study on the current state and future trends of contamination and toxicity in coastal environments in São Paulo. This study aims to assess the current state and trends of contamination by metals and metalloids in coastal sediments in the Santos estuarybay based on data available in CETESB reports from 2010 to 2020. A database of metals and metalloids (Al, As, Cd, Pb, Cu, Cr, Hg, and Zn) was generated, including spatial and temporal data, sediment characteristics, and metadata from data sources. The data were processed through ecological risk assessment and machine learning using IMESc - R Studio to create a space-time diagnosis of contamination trends in the Santos estuary-bay. The assessment demonstrated that the monitoring points in the Piaçaguera Channel were the most contaminated, and, in addition to these, the points in the Santos Channel also showed increasing contamination over time, as well as some points in São Vicente. The quality varied over time, with a predominance of more contaminated points compared to the beginning of the monitoring, or with occasional improvements possibly due to dredging and channel restoration operations. This evaluation aims to support public policies for healthy societies and oceans, as well as align with the United Nations' Sustainable Development Goals - 2030 and the United Nations Decade of the Ocean