Fracionamento químico de fósforo em sedimentos de fundo do sistema Tietê-Pinheiros, SP

Ivone Silveira da Silva (PG) e Jorge Cesar Masini (PQ)

Instituto de Química – Universidade de São Paulo

‘palavras-chave’: fósforo, sedimentos, reservatórios

INTRODUÇÃO

O fósforo tem sido intensamente estudado nos ambientes aquáticos, como reflexo dos problemas surgidos nas últimas décadas devido às cargas excessivas de esgotos domésticos e industriais produzidos em áreas urbanas. Estes esgotos são lançados diretamente em rios, lagos ou reservatórios, causando a aceleração da fertilização de águas naturais com o aumento da produtividade primária ⁽¹⁾.

As condições ambientais predominantes no corpo d’água regulam a retenção ou a liberação de fósforo dos sedimentos de fundo para a coluna d’água. Assim sendo, a determinação da relação entre composição do sedimento e fosfato ligado é necessária para que se possa avaliar o potencial dos sedimentos em liberar fósforo para a fase aquosa ⁽²⁾.

Os esquemas de extração seqüencial ou fracionamento químico supõem a remoção seletiva de fósforo de diferentes componentes dos sedimentos, na qual a separação das frações de fósforo pode ser induzida por tratamentos com água, ácidos, bases, sais, substâncias redutoras, oxidantes ou complexantes ^{(2, 3)}.

OBJETIVO

Avaliar o comportamento geoquímico do P em sedimentos de fundo do sistema Tietê-Pinheiros através de métodos de extração simples e seqüencial.

MATERIAIS E MÉTODOS

Foram selecionados para o presente estudo quatro estações de amostragem no trecho que compreende o sistema Tietê-Pinheiros, sendo duas no reservatório Billings (ambas no corpo central; B1, a cerca de 1 km da Usina Elevatória de Pedreira (UEP) e B2, a aproximadamente 3 km da UEP), uma no reservatório de Pirapora (P1, a montante da barragem de Pirapora) e uma no reservatório de Rasgão (P2, na saída do município de Pirapora do Bom Jesus).

Os sedimentos de fundo foram amostrados no período entre fevereiro e março de 1998, utilizando-se um amostrador tipo gravidade. As amostras foram isoladas em tubos de acrílico para evitar contato com o ar. Para isto, a água de contato à camada superficial de sedimento foi também amostrada. Em laboratório, processou-se o tratamento das amostras em um “glove-box” sob atmosfera de nitrogênio.

Foi utilizado o procedimento de extração seqüencial proposto por Ure et al., que consistiu de três etapas, sendo as duas primeiras realizadas em condições de anoxia ⁽⁴⁾. Os sedimentos foram tratados com ácido acético 0,11 mol L^-1 (1^a etapa), hidroxilamina 0,1 mol L^-1 (2^a etapa), peróxido de hidrogênio 8,8 mol L^-1 e acetato de amônio 1 mol L^-1 (3^a etapa). Uma 4^a etapa foi introduzida para obtenção da fração residual, através do tratamento das amostras com ácido nítrico concentrado ⁽⁵⁾. Os extratos foram obtidos por agitação e posterior centrifugação e os resultados expressos em peso seco de sedimento.

As mesmas amostras foram também submetidas a um tratamento com ácido clorídrico 0,1 mol L^-1 sob agitação por duas horas em duas condições diferentes: (i) mantendo a amostra úmida e anóxica no “glove-box” com atmosfera de N₂ e (ii) depois da secagem da amostra ao ar e à temperatura ambiente. Para a determinação da concentração de fósforo total em cada amostra foi aplicado o método proposto por Andersen ⁽⁶⁾.

As determinações de fósforo (P-PO₄^3-) foram realizadas conforme a metodologia descrita pela APHA, utilizando-se o método espectrofotométrico do azul de molibdênio, que apresenta intensa absortividade a 880nm ⁽⁷⁾.

RESULTADOS

Os resultados obtidos são apresentados na tabela 1 a seguir.

Tabela 1: Valores de concentração de fósforo (P-PO₄^3-) expressos em mg/kg. Resultados de determinações em duplicata para os extratos obtidos.

CONCLUSÕES

· A somatória das frações em relação a abertura total, indicou que o método de extração seqüencial utilizado não foi eficiente para a remoção de todo o P presente nos sedimentos, em especial, nas amostras P1 e P2 (este pode ter sido retido na fração residual), que provavelmente parecem representar sedimentos menos reativos em comparação aqueles do reservatório Billings (B1 e B2);

· O fósforo foi determinado, em sua maior parte, na fração residual, onde também foram verificadas concentrações elevadas de ferro e alumínio ⁽⁸⁾. Estes resultados corroboram com os estudos de Silva ⁽⁹⁾ que constatou que uma significativa parte do P presente em sedimentos de Pirapora e Rasgão associavam-se ao Fe e ao Al;

· Fica indicado, a princípio, que o P presente nos ambientes estudados, tem um potencial de mobilidade considerável, pois as amostras tratadas com HCl sob condições de anoxia liberaram mais P em relação àquelas oxidadas, uma vez que, também, nestes ambientes, o oxigênio dissolvido é escasso ⁽⁸⁾.

BIBLIOGRAFIA

1. Lee, G.F.; Rast, W.; Jones, R.A., Environmental Science & Technology, 12 (8): 900-908 (1978).

2. Danen-Louwerse, H.; Lijklema, L.; Coenraats, M., Hydrobiologia, 253: 311-317 (1993).

3. Pettersson, K.; Boström, B.; Jacobsen, O.S., Hydrobiologia, 170: 91-101 (1988).

4. Ure, A.; Quevauviller, Ph.; Muntau, H.; Griepink, B., Int. J. Environ. Anal. Chem.,51:135-151 (1993).

5. Kersten & Förstner, Water Sci. Technol., 18: 121-130 (1986).

6. ANDERSEN, J.M., Water Research, 10, 329-331 (1976).

7. American Public Health Association – APHA, Standard Methods, 19^th ed. (1995).

8. Silva, I.S.; Masini, J.C.; Abate, G. 3^rd International Symposium on Environmental Geochemistry in Tropical Countries, Nova Friburgo – RJ (1999).

9. Silva, I.S., Dissertação de Mestrado apresentada no Inst. Geociências, USP, SP (1996).

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