“Avaliação de sedimento de fundo e relações com a dinâmica do lago do Iraí”
• Companhia de Saneamento do Paraná - SANEPAR• Diretoria de Meio Ambiente e Ação Social• Grupo Específico de Consultoria Intercâmbio e Pesquisa (GECIP)
Cleverson V. AndreoliCharles CarneiroEduardo S. Pegorini Otto S. Mäder Netto
Equipe Técnica
ObjetivosGERAL
• Avaliar as características físico-químicas do Reservatório do Iraí e do lodo da Estação de Tratamento de Água, e suas relações.
ESPECÍFICOS
• Monitorar a variabilidade sazonal da composição dos sedimentos de fundo, da água do lago e do lodo da ETA;
• Avaliar a dinâmica e relações entre os parâmetros monitorados (fósforo, carbono, cátions e metais pesados) entre compartimentos do lago;
• Verificar o grau e contaminação do sedimento de fundo por metais pesados;
Rede amostral
PC 501 - Canal de saída da barragem
PC 502 - Tulipa
PC 601
PC 509
PC 501PC 507 PC 506
PC 502
N
PC 601
Pontos amostrais
ETA Iraí
PC 601 - Canal de entrada na ETA Iraí
Flotadores - Lodo
Metodologia de Coleta
Coleta de lodo na ETA
Draga WILDCO 6” para coleta de sedimento de fundo
Coleta pontos do lago
RESULTADOS PARCIAIS
• METAIS PESADOS• SÉRIE DE SÓLIDOS• NUTRIENTES TOTAIS• NUTRIENTES LÁBEIS
Material de Fundo da Barragem
Água
Lodo de ETA
P-extr sedimento (mg dm -3 )
0
10
20
30
40
M J J A S O N D J F M A
PC 507
PC 506
PC 509
PC 502
P-total sedimento (g 100g -1 )
0,00
0,03
0,06
0,09
0,12
0,15
M J J A S O N D J F M A
P-total água (ug L -1 )
0
30
60
90
120
M J J A S O N D J F M A
NT
VARIAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE P NO LAGO EM FUNÇÃO DO TEMPO
Resultados
Água Superficial Sedimento
» 70% acima 30 g L-1
» meses mais quentes
» teores compatíveis com outros lagos(x = 0,05 g 100g-1)
» PC 509 - estação central
MATRIZ DE CORRELAÇÕES ENTRE AS FORMAS DE P NO RESERVATÓRIO
BAIXA INFLUÊNCIA SOBRE Ptotal NA ÁGUA
Teores Totais - Sedimento
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A
Ca
KMg
Na
PC507 PC506 PC502PC509
COMPORATAMENTO DOS CÁTIONS Ca, Mg, K E Na NO LAGO EM FUNÇÃO DO TEMPO
» K e Na apresentaram altas concentrações iniciais:» alta influência de solo nas coletas iniciais» presença de feldspatos (microclínio) na mineralogia do do sedimento
» Ca e Mg apresentaram-se estáveis e altamente correlacionados
1. Teores totais no sedimento
COMPORATAMENTO DOS CÁTIONS Ca, Mg, K E Na NO LAGO EM FUNÇÃO DO TEMPO
» não observou-se variação dos cátions em função do pH e Corg.» pH estável mostrou-se estável no sedimento ao longo das amostragens» PC 509 muito superiores de Corg.:
»ponto de baixa hidrodinâmica, favorecendo deposição»reunião das cargas afluentes.
2. Teores trocáveis no sedimentoTeores Trocáveis - Sedimentos
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A
CaKMgpHC %
PC507 PC506 PC502PC509
COMPORATAMENTO DOS CÁTIONS Ca, Mg, K E Na NO LAGO EM FUNÇÃO DO TEMPO
» valores adequados para corpos hídricos» Mg, Na, K pouco acima de teores em outros lagos brasileiros (ESTEVES, 1998).» contribuições mineralógicas dos feldspatos, presentes na formação geológica das cabeceiras e entorno d bacia
3. Teores totais na coluna d’águaTeores Totais - Água
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A
CaK
MgNa
PC507 PC506 PC502PC509
COMPORATAMENTO DOS CÁTIONS Ca, Mg, K E Na NO LAGO EM FUNÇÃO DO TEMPO
Correlações entre cátions
Sedimento (teor total) Água (teor total) Sedimento (teor trocável)
Ca K Mg Na pH Ca K Mg Na Ca Mg K C pHCa 1 Ca Ca 1
K 0,21 1 K 0,37 1 Mg 0,57 1Mg 0,70 0,28 1 Mg 0,02 0,01 1 K -0,08 0,24 1Na 0,44 0,90 0,36 1 C -0,04 -0,24 0,15 1pH 0,33 -0,07 0,18 0,04 1
Na -0,01 0,72 -0,03 1 pH 0,39 0,08 -0,15 0,19 1
NOTA: Significância 0,29 (P0,05 )
PC 502
PC 509
PC 507PC 506
N
Silte - Arenosoestação rasa de fortemovimentação de fundo
Areia-Síltico-Argilosoponto profundo com movimentação pela tulipa
Silte-Argilosopontos de profundidademédia e pouca movimentaçãode fundo
CONSTITUIÇÃO DO SEDIMENTO DE FUNDO DO LAGO
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A-
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
ST (g.100g-1) SV (%ST) C sPC 507 PC 506 PC 509 PC 502
Teor de Sólidos e Carbono
» Corgânico bastante correlacionado com sólidos voláteis em todos os pontos» Pc 509 maiores concentrações de Corg menor relação ST/SV
CONSTITUIÇÃO DO SEDIMENTO DE FUNDO
-
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A-
0 ,0 5
0 ,1 0
0 ,1 5
0 ,2 0
0 ,2 5
Al Fe Mn Ba
PC 507 PC 506 PC 509 P C 502
Al Fe Mn E Ba
» Al, Fe e Mn constituem elementos estruturais» presentes emteores normais para a região» podem ser considerados normais pela pouca idade e
hidrodinâmica do reservatório» Ba apresentou mais elevados nas amostragens iniciais, assim como Na e K
CONSTITUIÇÃO DO SEDIMENTO DE FUNDO
Metais Pesados
-
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
180,00
200,00
M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A
Zn s Pb s Cr s Cu sPC 507 PC 506 PC 509 PC 502
» Teores pouco superiores aos usuais na RMC para sedimento de rio»Variabilidade natural bastante evidenciada:
»metodologia de coleta»variabilidade espacial
»Picos para Cr que se repetem nas estações amostrais»PC 507 e 509 Zn e Pb apresentam boa correlação
(sedimentos mais finos)
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A-
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
As
(mg
kg-1
)
Ni s Co s As sPC 507 PC 506 PC 509 PC 502
Metais Pesados
» Variabilidade semelhante aos outros metais»Co apresentou tendência de maiores concentrações nas
amostragens iniciais»As foi realizada apenas no PC 502 (tulipa)»Cd, Hg e Se não foram verificados acima do LD (3; 0,05 e 1 ppm)
Metais Pesados
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
La e
Li (
mg
kg-1
)
-
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
Y(m
g kg
-1)
La s Li s Y s
-
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A
mg
kg-1
V s Sr s Zr sPC 507 PC 506 PC 509 PC 502
Picos iniciais: semelhante Na, K
Projection of the variables on the factor-plane ( 2 x 3)
Active
areia
silte
argila
Zn s
Pb s
Cr s Cu s Ni s
Co s
La s
Li s
Sr s
V s
Y s
Zr s
T s
C s
pH s
Al
Fe
Mn
Ba
ST (%) SF (%)
SV (%)
-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0
Factor 2 : 18,81%
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
Fact
or 3
: 11
,82%
Cases with sum of cosine square >= 0,00
Active
a1
a2
a3 a4
a5a6
a7a8
a9a10
a11a12
c1 c2c3
c4c5
c6
c7
c8c9c10
c11
c12
m1m2
m3
m4m5
m6m7 m8m9
m10m11 m12
t1
t2t3t4
t5
t6
t7t8
t9
t10
t11
t12
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Factor 2: 18,81%
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Fact
or 3
: 11,
82% PC 506
PC 507
PC 509
PC 502
Loadings Scores
ANÁLISE MULTIVARIADA
C, Sv e granulometria mais fina
PC 509: Carbono, Sv e Argila
Frações mais grossas
Maiores teores de metais
Frações siltosas
Projection of the variables on the factor-plane ( 2 x 3)
Active-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0
Factor 2 : 18,81%
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
Fact
or 3
: 11
,82%
Cases with sum of cosine square >= 0,00
Active
a1
a2
a3 a4
a5a6
a7a8
a9a10
a11a12
c1 c2c3
c4c5
c6
c7
c8c9c10
c11
c12
m1m2
m3
m4m5
m6m7 m8m9
m10m11 m12
t1
t2t3t4
t5
t6
t7t8
t9
t10
t11
t12
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Factor 2: 18,81%
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7Fa
ctor
3: 1
1,82
% PC 506
PC 507
PC 509
PC 502
SCORES
Metais, Frações mais grossas, Teor de Sólidos
Corg., SV, argila
Elementos estruturaisFrações médias
Areia Silte Argila Zn Pb Cr Cu Ni Co La Li Sr Vs Ys Zrs C org. pH Al Fe Mn Ba St SvAreia 1,00
Silte (0,60) 1,00
Argila (0,33) (0,55) 1,00
Zn (0,09) 0,10 (0,03) 1,00
Pb (0,04) (0,32) 0,42 0,38 1,00
Cr (0,15) 0,02 0,14 0,09 0,28 1,00
Cu (0,11) 0,09 0,00 0,71 0,17 0,23 1,00
Ni (0,15) 0,02 0,13 0,12 0,21 0,75 0,44 1,00
Co (0,00) (0,13) 0,15 0,23 0,53 0,20 (0,05) 0,10 1,00
La (0,19) 0,21 (0,05) 0,20 0,01 0,22 (0,02) 0,11 (0,02) 1,00
Li (0,26) (0,10) 0,40 0,46 0,72 0,15 0,23 0,13 0,47 0,15 1,00
Sr (0,13) 0,31 (0,23) 0,06 0,19 0,04 (0,14) 0,02 0,61 0,06 0,20 1,00
Vs (0,01) (0,16) 0,19 0,31 0,75 0,10 0,02 0,02 0,76 (0,05) 0,74 0,44 1,00
Ys (0,29) 0,20 0,07 0,52 0,40 0,06 0,21 (0,05) 0,21 0,34 0,45 0,20 0,25 1,00
Zrs 0,06 (0,10) 0,05 (0,03) 0,36 0,06 (0,14) (0,10) 0,69 (0,18) 0,43 0,66 0,69 0,19 1,00
Cs (0,43) (0,10) 0,57 0,16 0,28 (0,13) 0,07 (0,07) (0,14) 0,10 0,33 (0,16) 0,04 0,22 (0,16) 1,00
pH (0,20) 0,27 (0,11) (0,03) (0,08) (0,18) (0,09) (0,11) (0,11) 0,18 0,15 0,10 0,02 0,02 0,02 0,19 1,00
Al 0,02 (0,18) 0,19 0,21 0,70 0,51 0,11 0,38 0,44 0,02 0,53 0,24 0,67 0,19 0,36 (0,03) (0,01) 1,00
Fe 0,15 (0,07) (0,07) 0,22 0,57 0,46 0,23 0,44 0,57 (0,12) 0,40 0,36 0,65 0,26 0,51 (0,32) (0,03) 0,76 1,00
Mn 0,04 (0,01) (0,03) 0,03 0,28 0,75 (0,04) 0,38 0,36 0,17 (0,03) 0,15 0,11 0,15 0,12 (0,21) (0,15) 0,44 0,46 1,00
Ba 0,02 0,06 (0,09) (0,02) 0,09 0,13 (0,21) 0,03 0,45 0,60 0,16 0,65 0,31 0,04 0,46 (0,17) 0,11 0,21 0,17 0,20 1,00
St 0,51 (0,02) (0,52) (0,30) (0,33) 0,04 (0,26) (0,12) (0,01) (0,03) (0,36) 0,17 (0,10) (0,31) 0,26 (0,73) (0,06) (0,06) 0,12 0,17 0,28 1,00
Sv (0,29) (0,14) 0,47 0,01 0,17 (0,09) (0,00) (0,05) (0,05) (0,01) 0,34 (0,17) 0,17 (0,02) 0,03 0,67 0,14 (0,02) (0,27) (0,29) (0,09) (0,39) 1,00
Correlações
Principais Correlações
Mn
Al
Fe
Cr
Ni ZnCu
Pb
Co
Argila
CorgSV
» Relações estruturais» Sem influência do pH
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
M J J A S O N D J F M A0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
Al Fe Mn Ba
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
M J J A S O N D J F M A
Pb Cr Zn Cu Ni
»Níveis adequados»Grupamentos: 1. Pb, Zn e Cu 2. Ni e Cr
»Níveis adequados»Al e Fe»Ba em níveis baixos
CONSTITUIÇÃO DO LODO DA ETA
CONSTITUIÇÃO DO LODO DA ETA
» Teores baixos de sólidos ==> não é realizada secagem»Teores de Carbono Variáveis
0
2
4
6
8
10
J J A S O N D J F M A
Sólid
os (g
100
g-1)
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
C or
g. (g
.100
g-1
sólid
os)
ST (%) SV (%ST) C
CONSTITUIÇÃO DO LODO DA ETA
» Baixos teores de K»Teores normais de Ca, Mg, K e P
Trocáveis/Extraível
0,001,002,003,004,005,006,007,00
J J A S O N D J F M A
mm
olc.
100g
-1
0,0020,0040,0060,0080,00100,00120,00140,00
mg
kg-1
Ca Mg K P
Totais
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
M J J A S O N D J F M A
mg
kg-1
P Ca Mg K Na
Conclusões parciais » Reservatório ainda é muito recente,
apresentando grande variabilidade espacial na formação de sedimentos e grande contribuição de material de solos nas amostragens.
» Maiores deposições de sedimento são encontradas nos pontos de maior estabilidade hidrodinâmica, possibilitando sedimentação de partículas mais finas.
» Porção mais rasa da margem esquerda apresenta grande influência dos ventos na hidrodinâmica possibilitando maior revolvimento do fundo.
» 70 % das amostragens de água apontaram concentração de P para condição hiper-eutrófica.
Conclusões parciais » Embora não se verifique, nas condições atuais,
correlação significativa entre P na água e sedimento, as concentrações de P no sedimento podem contribuir para elevação nos teores de ortofosfatos reativos, especialmente em condições de anoxia de fundo.
» A contribuição de material de solo é evidenciada pelas análises químicas.
» Os níveis de metais apresentam-se um pouco superiores aos teores usuais em rios da RMC , justificados pela maior deposição e contribuição de solo.
» Os níveis de metais em lodo-ETA e sedimento de fundo encontram-se em níveis adequados.
Integração Dinâmica de nutrientes e matéria orgânica PUC-PREstudos hidrológicos – SUDERHSAModelagem - UFPR;
Carga e dinâmica de nutrientes em diversos pontos do reservatório e bacia hidrográfica
Dinâmica limnológica do lago;Correlações elementos como fatores de florações
Ecologia de microrganismosCadeia trófica e dinâmica de elementos
Avaliação Pedologica e Fragilidade da PaisagemTeores naturais de elementos e cargas recentes
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