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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/3353
Tipo do documento: Dissertação
Título: Variação sazonal e espacial da concentração de elementos-traço nos rios Urucu, Solimões e Negro - Amazônia Ocidental, Brasil
Autor: Sousa, Ana Karolina Freitas de 
Primeiro orientador: Santana, Genilson Pereira
Resumo: O ciclo hidrológico dos rios é a principal fonte de renovação da fertilidade das áreas inundáveis e exerce influência marcante nas características limnológicas das águas amazônicas. A extração de petróleo nas cabeceiras do rio Urucu e a construção do gasoduto Urucu-Coari-Manaus são fontes de possíveis impactos antrópicas nesse percurso. Foram estudadas a variação sazonal e espacial de temperatura, pH, condutividade e oxigênio dissolvido nos Urucu, Solimões e Negro; e de elementos majoritários (Na, K, Ca e Mg) e elementos-traço (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) na camada sub-superficial dos mesmos rios na enchente, cheia, vazante e seca do ciclo hidrológico de 2006. As variáveis na coluna de água foram medidas com potenciômetros digitais. Para as outras determinações foram coletadas amostras de água na sub-superfície com garrafa de Ruttner, filtradas e preservadas. Os metais alcalinos foram analisados por Fotometria de Chama e os alcalinos terrosos e elementos-traço por Espectrometria de Absorção Atômica de Chama. Os dados obtidos foram avaliados por ANOVA, para estabelecer a existência de variação dos elementos químicos entre fases do ciclo hidrológico e entre os rios. Para o reconhecimento de padrões no comportamento das variáveis foram utilizadas a análise de Componentes Principais (PCA) e de Agrupamentos Hierárquicos (HCA). De modo geral, destaca-se que há semelhanças hidroquímicas entre os rios Urucu e Negro; que no Solimões as concentrações dos elementos químicos são freqüentemente maiores, especialmente o cálcio; e que há variação de acordo com a fase do ciclo hidrológico. As variáveis limnológicas no rio Urucu apresentaram maiores valores no sentido enchente-cheia-vazante-seca. No rio Solimões os valores de pH e oxigênio dissolvido aumentaram da enchente para a vazante, enquanto que a temperatura e a condutividade elétrica diminuíram da enchente para a cheia e aumentaram da cheia para aseca. No rio Negro o pH e o oxigênio aumentaram na cheia e na seca, a temperatura diminui da enchente para a cheia e aumentou da cheia para a seca; a condutividade permaneceu praticamente inalterada com discreto aumento na cheia e menores valores na seca. Em todos os ambientes as maiores temperaturas foram registradas no período de águas baixas. Considerando todo o ciclo hidrológico a relação de dominância para os elementos majoritários ficou estabelecida em: K+>Ca2+>Na+>Mg2+ para os rios Urucu e Negro e, Ca2+>Mg2+>Na+>K+ para o Solimões. Para o mesmo período a soma média de todos os 10 majoritários no Solimões (14,003 mg/L) foi cerca de 5,3 vezes maior do que no Urucu e 14 vezes maior do que no rio Negro, destacando-se o cálcio com teor até 10 vezes maior que o elemento em maior concentração nos outros dois rios. De acordo com a ANOVA, entre as fases não houve variação significativa no rio Urucu para as concentrações de Cd, Cr e Ni; no rio Solimões, para os teores de Na, Cd, Co e Cu; e no rio Negro para as concentrações de K, Ca, Mg, Cu, Ni e Pb. Entre os rios, na maior parte do ciclo hidrológico, principalmente na enchente, não houve variação significativa entre Urucu e Negro. A PCA e a HCA corroboraram as semelhanças entre Urucu e Negro, as diferenças entre estes rios e o Solimões e as correlações significativas entre todos os elementos-traço e majoritários, com exceção do Fe, sem correlação com qualquer elemento. Portanto, este estudo comprova que há variação sazonal e espacial das concentrações de elementos majoritários e elementos-traço entre os três rios estudados. Os dados apresentados devem ser vistos como os de um ecossistema equatorial praticamente inalterado podendo, desta forma, tornarem-se parte de um banco básico de dados para comparações posteriores e subsidiar pesquisas quanto ao fluxo de nutrientes na área de drenagem nestas bacias para avaliação de atividades antropogênicas nesses rios no futuro.
Abstract: The hydrological cycle of the rivers is the main source of the renewal of the fertility on floodplains and has a great influence on the limnological characteristics of Amazonian waters. The extraction of petroleum in the headwaters of the Urucu River and the construction of the Urucu-Coari-Manaus gas pipeline are sources of possible anthropic impacts in the region. The seasonal and spatial variation of temperature, pH, electrical conductivity and dissolved oxygen were studied in the water column of the Urucu, Solimões and Negro rivers. Also, major cations (Na, K, Ca and Mg) and the trace elements (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) were studied in the sub-surface waters of the same rivers during the rising water period, peak high water period, falling water period and peak low water period during the hydrological cycle of the year 2006. The variables in the water column were measured with digital probes. For all other parameters water samples were collected just below the surface with a Ruttner sampler, filtered and preserved. The alkali metals were analyzed by Flame Photometry and the alkaline-earth metals and trace elements by Flame Atomic Absorption Spectroscopy. The data were evaluated with ANOVA to establish the existence of the variation of the chemical elements between the different periods of the hydrological cycle and between rivers. In order to recognize patterns in the behavior of the variables a Principal Components (PCA) and a Hierarchical Cluster (HCA) analysis were applied. In general there are hidrochemical similarities between the Urucu and Negro rivers, in the Solimões River the concentration of the elements is greater, especially calcium and there is variability depending on the phase of the hydrological cycle. In the Urucu River the limnological variables increased from the rising water period to the peak low water period. In the Solimões River pH and dissolved oxygen increased from the rising water period to the falling water period while temperature and electrical conductivity decreased from the rising water period to the peak high water period and increased thereafter up to the peak low water period. In the Negro River pH and oxygen increased during the peak high water period and peak low water period. Temperature decreased from the rising water period to peak high water period and increased from the high water period to peak low water period, conductivity was constant during the hydrological cycle with a small increase at the peak high water period and lower values during the peak low water period. In all three rivers the greatest temperatures were registered during the low water period. Considering the entire hydrological cycle the dominance of the major elements was K+>Ca2+>Na+>Mg2+ for the Urucu and Negro Rivers and Ca2+>Mg2+>Na+>K+ for the Solimões River. Throughout the hydrological cycle the mean sum of all the major elements in the Solimões River (14,003mg/L) was about 5.3 times greater than that of the Urucu River and 14 times greater than the Negro river, with emphasis on calcium which was 10 times greater than the greatest element in the other two rivers. According to the ANOVA there was no significant variation between the different periods of the hydrological cycle in the Urucu River for the concentrations of Cd, Cr e Ni; in the Solimões River for the concentrations of Na, Cd, Co e Cu; and in the Negro River of K, Ca, Mg, Cu, Ni e Pb. Between the rivers, for the major part of the hydrological cycle, principally during the rising water period, there was no significant variation between the Urucu and Negro rivers. The PCA and the HCA lend support to the similarities between the Urucu and Negro rivers, the differences between these rivers and the Solimões River and the significant correlations between all the trace elements and the major elements with the exception of Fe which had no correlation with any element. Therefore this study shows that there are seasonal and spatial variations in the concentrations of major and trace elements between the three rivers. The data should be looked upon as those of a practically unaltered equatorial ecosystem and in this manner become part of a basic data base for posterior comparisons and subsidize research with respect to nutrient fluxes in the drainage basins of the three rivers for the evaluation of an eventual anthropogenic impact.
Palavras-chave: Elementos-traço
Ciclo hidrológico
Rio Urucu - Amazonas
Rio Solimões - Amazonas
Rio Negro - Amazonas
Trace elements
Hydrological cycle
Área(s) do CNPq: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: QUÍMICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade Federal do Amazonas
Sigla da instituição: UFAM
Departamento: Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Citação: SOUSA, Ana Karolina Freitas de. Variação sazonal e espacial da concentração de elementos-traço nos rios Urucu, Solimões e Negro Amazônia Ocidental, Brasil. 2008. 233 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2008.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/3353
Data de defesa: 22-Aug-2008
Appears in Collections:Mestrado em Química

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