LARISSA AYUMI MATSUI AVALIAÇÃO DE RISCO ...O município de Adrianópolis, no Vale do Ribeira, PR, como outros da região, caracterizou-se por muito tempo pela atividade de mineração,

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS

ENGENHARIA AMBIENTAL

LARISSA AYUMI MATSUI

AVALIAÇÃO DE RISCO ECOLÓGICO DE ÁREAS EXPOSTAS

A RESÍDUOS DE MINERAÇÃO EM ADRIANÓPOLIS, PR

São Carlos, SP

2015

LARISSA AYUMI MATSUI

AVALIAÇÃO DE RISCO ECOLÓGICO DE ÁREAS EXPOSTAS

A RESÍDUOS DE MINERAÇÃO EM ADRIANÓPOLIS, PR

Monografia apresentada à Escola de

Engenharia de São Carlos (EESC),

Universidade de São Paulo (USP), como

parte dos requisitos para obtenção do título

de Graduando de Engenharia Ambiental.

Orientadora: Dra. Maria Edna Tenório

Nunes

São Carlos, SP

2015

À minha família,

que independentemente das dificuldades

sempre me apoiou e me incentivou a realizar meus sonhos.

AGRADECIMENTOS

À minha orientadora, Dra. Maria Edna Tenório Nunes pela sua orientação, dedicação e

paciência durante esses quase dois anos em que tem me acompanhado no desenvolvimento

deste projeto.

Aos integrantes do NEEA/CRHEA/SHS/EESC/USP pelo auxílio durante toda a

execução da minha pesquisa.

Aos meus pais, Marcel e Edna, pelo apoio incondicional durante toda a minha vida. Às

minhas pequenas irmãs, Kelly, Monique e Natália, por serem a minha fonte de alegria em

todos os momentos. Ao meu pequeno irmão, Matheus, por iluminar a nossa família. Aos meus

tios e avós por todo o suporte ao longo dessa jornada, principalmente por terem sempre me

incentivado nos estudos.

À minha sala, amb011, pelo companheirismo e muitas risadas durante esses últimos

cinco anos de graduação. Sem vocês eu não teria superado todos os obstáculos que encontrei

na faculdade. Um agradecimento especial à Maria Eduarda, que se tornou como minha irmã

durante a graduação. Seu apoio é sempre essencial para mim.

Aos meus companheiros dos times de beisebol e de softbol do CAASO por terem me

proporcionado momentos de muita alegria e me ensinado o real significado de união de time.

À EESC jr. por todos os conhecimentos e experiências que me proporcionaram. Fazer

parte desta organização foi um divisor de águas na minha formação.

À minha família da AIESEC, por me inspirar a tentar sempre ser a melhor versão de

mim mesma e por me mostrar como é prazeroso trabalhar com paixão ao lado de pessoas

maravilhosas como vocês.

À Universidade de São Paulo e a cada pessoa que indiretamente contribuiu com o

investimento na minha formação superior. Espero retribuir à sociedade todo o conhecimento

que adquiri durante a minha graduação.

Por fim, à FAPESP por todo o suporte financeiro durante a execução da minha pesquisa.

RESUMO

Matsui, L. A. Avaliação de risco ecológico de áreas expostas a resíduos de mineração em

Adrianópolis, PR. 2015. 67 f. Trabalho de conclusão do Curso (Engenharia Ambiental) - Escola

de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015.

O município de Adrianópolis, no Vale do Ribeira, PR, como outros da região, caracterizou-se

por muito tempo pela atividade de mineração, tendo como um dos marcos o início do

beneficiamento de minério na usina da empresa Plumbum S/A, em 1945, as quais perduraram

por 50 anos. Estudos anteriores realizados na área indicam sérios problemas ambientais e à

saúde humana, que ainda persistem atualmente, decorrentes dos lançamentos, feitos pela

empresa, de resíduos que contêm elementos tóxicos diretamente no rio Ribeira de Iguape até

1990 e de material particulado de refino, para a atmosfera. Também é relatada a destinação

inadequada de resíduos da mineração, como, por exemplo, a sua utilização para pavimentação

de estradas do município. Nenhum desses estudos anteriores, porém, teve como foco a

Avaliação de Risco Ecológico (ARE), que consiste em analisar as alterações ecológicas

ocasionadas por atividades antropogênicas a um determinado sistema. Desta forma, o presente

projeto visou à aplicação da ARE como contribuição para decisões futuras em relação ao

manejo da região. Para tanto, foram utilizados dois estudos já realizados anteriormente no

local, como base de dado. Na análise de exposição por meio da avaliação das concentrações

de Pb encontradas no solo e no tecido das plantas nativas, foi possível verificar que o nível de

contaminação era alto e foi verificada a contaminação em todos os pontos, exceto no local de

referência. Já na avaliação do efeito, foram observados diferentes níveis de risco nos pontos

de coleta a partir das linhas de evidência química e ecológica (abundância de microrganismos

e de mesofauna do solo). No entanto, por meio da integração dos riscos foi possível obter

valores concretos e com comportamentos semelhantes para diferentes cenários adotados

(diferentes épocas de coleta e usos futuros do solo). Ao fim, verificou-se que a área apresenta

predominantemente os níveis de risco moderado a alto. Concluiu-se, portanto, que a

contaminação permanece alta mesmo após anos de encerramento das atividades da Plumbum

S/A. Sendo assim, é necessário que as ações para mitigação de riscos aos ecossistemas sejam

repensadas e adotadas.

Palavras-chave: Avaliação de Risco Ecológico, solo, chumbo, mineração, Vale do Ribeira.

ABSTRACT

Matsui, L. A. Ecological risk assessment of an area exposed to mining residues in

Adrianopolis, PR. 2015. 67 f. Trabalho de conclusão do Curso (Engenharia Ambiental) - Escola

de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015.

As many cities located in the region of Ribeira Valley in the state of Paraná, Brazil, the city of

Adrianópolis had been known for its intense mining activities. The company Plumbum S/A

started its activities in 1945, which lasted for 50 years, being one of the first companies that

started developing the processing plant. Previous researches have demonstrated that the

mining activities have brought on serious environmental and human health problems in the

region, due to the toxic elements that was launched directly to the Ribeira de Iguape River

until 1990, the concentrated particulate material of the refining process that was launched to

the atmosphere, and also due to the mining wastes that had been used as material to pavement

of roads. None of these previous studies, however, were focused on Ecological Risk

Assessment (ERA). Thus, the present study aimed to apply the ERA as a contribution to the

future decisions related to the region. The data base for this assessment was based on two

researches which had been developed previously on this site. The exposure analyzes through

the content of Pb in the soil and in the native plants tissues showed that the level of the

contamination was high and that, in all of the studied points, there was contamination, except

the reference point. On the other hand, in the effect analyzes, it was obtained different levels

of risk in the sampling points based on the chemical and ecological line of evidence.

However, thorough the integration of the risks, it was possible to obtain concrete values and

similar behavior to different scenarios that were considered (different seasons of the sampling

collection and the future use of the soil). In the end, it was verified that the studied site

presents mostly levels of risk between moderate to high. Therefore, it was concluded that the

contamination in the place keeps high even after years that the company Plumbum S/A have

closed. Thus, it is necessary to apply actions to mitigate the risks that are present in the

ecosystem.

Key words: Ecological Risk Assessment, soil, lead, Ribeira River Valley

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Esquema das etapas da avaliação de risco ambiental (Fonte: USEPA, 1998, apud

RODRIGUES et al. 2011) ....................................................................................................................... 3

Figura 2. Localização do município de Adrianópolis (Fonte: PARANÁ, 2008) .................................... 9

Figura 3. Rio Ribeira em Adrianópolis, PR, e detalhes do relevo e vegetação na região. (Fonte:

PARANÁ, 2008). .................................................................................................................................. 11

Figura 4. Foto aérea com os compartimentos geomorfológicos (linhas em preto), localização da fábrica

e locais de coleta dentro da área selecionada para o estudo (contorno em vermelho). ......................... 12

Figura 5. Modelo conceitual da ARE no município de Adrianópolis (PR). .......................................... 21

Figura 6. Concentrações de Pb nas camadas de 0 a 10 cm do solo (Kummer, 2008)e valor de referência

de prevenção para o solo (VR1 = 72 mg/kg) (CONAMA, 2009). ........................................................ 25

Figura 7. Concentrações de Pb nas camadas de 0 a 10 cm do solo (Kummer, 2008) e valor de

referência de investigação para solo de uso agrícola(VR2 = 180 mg/kg) (CONAMA, 2009). ............. 26


referência de investigação para solo de uso residencial (VR3 = 300 mg/kg) (CONAMA, 2009). ....... 27


referência de investigação para solo de uso industrial (VR4 = 900 mg/kg) (CONAMA, 2009). ......... 28

Figura 10. Risco para a linha de evidência química, calculado para a contaminação por chumbo nos

diferentes pontos de coleta, nas camadas de 0-10 cm e de 10-20 cm, tendo como referência o valor de

prevenção para solo (VR1 = 72 mg/kg), de acordo com a Resolução CONAMA 420/2009. ............... 31



investigação para solo de uso agrícola (VR2 = 180 mg/kg), de acordo com a Resolução CONAMA

420/2009. ............................................................................................................................................... 31



investigação para solo de uso residencial (VR3 = 300 mg/kg), de acordo com a Resolução CONAMA

420/2009. ............................................................................................................................................... 32



investigação para solo de uso industrial (VR4 = 900 mg/kg), de acordo com a Resolução CONAMA

420/2009. ............................................................................................................................................... 32

Figura 14. Número de indivíduos.dm-3 de Acari nos solos coletados em setembro de 2007 e em janeiro

de 2008 .................................................................................................................................................. 35

Figura 15. Número de indivíduos.dm-3 de Collembola Arthropleona nos solos coletados em setembro

de 2007 e em janeiro de 2008................................................................................................................ 36

Figura 16. Número de indivíduos.dm-3 de Coleoptera nos solos coletados em setembro de 2007 e em

janeiro de 2008 ...................................................................................................................................... 36

Figura 17. Número de indivíduos.dm-3 de Formicidae nos solos coletados em setembro de 2007 e em

janeiro de 2008 ...................................................................................................................................... 37

Figura 18. Número de indivíduos.dm-3 de Pauropoda nos solos coletados em setembro de 2007 e em

janeiro de 2008 ...................................................................................................................................... 37

Figura 19. Risco da linha de evidência ecológica referente à comunidade de mesofauna .................... 39

Figura 20. Número de bactérias totais (BT) em quantidade de UFC para os meses de coleta de

setembro de 2007 e de janeiro de 2008. ................................................................................................ 41

Figura 21. Número de bactérias totais esporuláveis (BTESP) em quantidade de UFC para os meses de

coleta de setembro de 2007 e de janeiro de 2008. ................................................................................. 42

Figura 22. Número de fungos (FGS) em quantidade de UFC para os meses de coleta de setembro de

2007 e de janeiro de 2008. ..................................................................................................................... 42

Figura 23. Risco ecológico referente aos microrganismos nos meses de setembro e de janeiro ........... 44

Figura 24. Risco integrado calculado para a contaminação por chumbo nos diferentes pontos de coleta

realizada em setembro e janeiro, baseando-se nos valores de referência para solo (VR1 = 72 mg/kg),

de acordo com a Resolução CONAMA 420/2009. ............................................................................... 46










LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Localização, classificação dos solos e características dos locais de amostragem identificadas

a campo. (Fonte: Adaptado de Kummer, 2008). .................................... Error! Bookmark not defined.

Tabela 2. Análises químicas, granulométrica da TFSA e mineralógicas da fração argila das amostras

dos solos(*). (Fonte: Adaptado de Kummer, 2008). ............................................................................... 18

Tabela 3. Concentrações de Pb nos pontos de coleta. (Fonte: Adaptado de Kummer, 2008). .............. 18

Tabela 4. Densidade populacional da mesofauna edáfica em cada ponto da coleta realizada em

setembro de 2007. (Fonte: Adaptado de Barros, 2008). ........................................................................ 19

Tabela 5. Densidade populacional da mesofauna edáfica em cada ponto da coleta realizada em janeiro

de 2008. (Fonte: Adaptado de Barros, 2008). ....................................................................................... 19

Tabela 6. Análise microbiológica da camada de 0 a 5 cm dos solos(1) (Fonte: Adaptado de Barros,

2008). .................................................................................................................................................... 19

Tabela 7. Análise Metais pesados acumulados na parte aérea e raiz das Poaceae estudadas(1) (Fonte:

Adaptado de Barros, 2008).................................................................................................................... 20

Tabela 8. Valores de risco da linha de evidência química calculados para cada ponto de coleta,

utilizando diferentes valores de referência(**) ........................................................................................ 30

Tabela 9. Porcentagem de cada grupo de indivíduos encontrados no solo ........................................... 35

Tabela 10. Porcentagem de cada grupo de indivíduos encontrados no solo ......................................... 35

Tabela 11. Valores de risco da linha de evidência ecológica, referente à mesofauna, calculado para

cada ponto de coleta referente aos meses de setembro e de janeiro ...................................................... 39

Tabela 12. Valores de risco ecológico referente aos microrganismos .................................................. 43

Tabela 13. Risco integrado para os dois parâmetros da linha de evidência ecológica .......................... 45

Tabela 14. Valores do risco integrado para cada ponto de amostragem(1) ............................................ 46

Tabela 15. Escalonamento do risco ecológico em função dos valores de referência do uso futuro do

solo (CONAMA 420, 2009) .................................................................................................................. 50

LISTA DE SÍMBOLOS E SIGLAS

ARE – Avaliação de Risco Ecológico

As – Arsênio

Ba – Bário

BT – Bactérias Totais

BTESP – Bactérias Esporuláveis

Cd – Cádmio

CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente

Cr – Cromo

Cu – Cobre

FCSAP – Federal Contaminated Sites Action Plan

FGS – Fungos

HCl – Ácido clorídrico

HClO4 – Ácido perclórico

HNO3 – Ácido nítrico

IAP – Instituto Ambiental do Paraná

ICP-AES – Espectometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente

K+ – Potássio

P – Fósforo

Pb – Chumbo

SUREHMA – Superintendência de Recursos Hídricos e Meio Ambiente

TFSA – Terra Fina Seca ao Ar

UFC – Unidade Formadora de Colônias

USEPA – United States Environmental Protection Agency

VR1 – Valor de referência de investigação para prevenção do solo

VR2 – Valor de referência de investigação para solo de uso agrícola

VR3 – Valor de referência de investigação para solo de uso residencial

VR4 – Valor de referência de investigação para solo de uso industrial

Zn – Zinco

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 1

2. JUSTIFICATIVA ............................................................................................................................ 5

3. OBJETIVOS ................................................................................................................................... 8

4. MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................................... 8

4.1 Formulação do problema ............................................................................................... 8

4.1.1 Integração das informações disponíveis .......................................................................... 9

4.1.2 Elaboração do Modelo Conceitual ................................................................................ 13

4.2 Análise de exposição e de efeitos ................................................................................ 14

4.2.1 Exposição – Linha de Evidência Química .................................................................... 14

4.2.2 Efeito – Linha de Evidência Ecológica ......................................................................... 15

4.2.3 Cálculo do risco integrado considerando as diferentes Linhas de Evidência ................ 16

4.3 Caracterização do risco ............................................................................................... 17

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................................. 17

5.1 Formulação do problema ................................................................................................... 17

5.1.1 Integração das informações disponíveis ............................................................................... 17

5.1.2 Elaboração do Modelo Conceitual ....................................................................................... 20

5.2 Análise de exposição e de efeitos ................................................................................ 24

5.2.1 Análise de exposição ..................................................................................................... 24

5.2.2 Análise de efeito ............................................................................................................ 34

5.2.3 Integração do risco ........................................................................................................ 45

5.3 Caracterização do rico ................................................................................................. 49

6. CONIDERAÇÕES FINAIS .......................................................................................................... 50

7. CONCLUSÕES ............................................................................................................................. 52

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................................... 53

1

1. INTRODUÇÃO

A busca pelo avanço tecnológico esteve por muito tempo associada à exploração

desenfreada de recursos naturais e ao descuido em relação aos efeitos adversos ao meio

ambiente, trazendo, consequentemente, importantes alterações nas condições naturais de

diversos locais. Por outro lado, a consequente crise ambiental deflagrada por este modelo de

desenvolvimento também conduziu as sociedades a repensá-lo e a investir na inclusão de

ações mais conservacionistas, baseados em princípios de sustentabilidade.

Entre estas ações, destacam-se inovações na avaliação de danos ambientais que

repercutem nas funções e serviços ecossistêmicos, como a Avaliação de Risco Ecológico

(ARE) que, embora ainda incipiente no Brasil, vem sendo amplamente utilizada nos Estados

Unidos, na Europa e em outras regiões e reconhecida como uma ferramenta poderosa no

manejo de áreas contaminadas ou sítios suspeitos de contaminação (USEPA, 1998; SUTER,

2000; JENSEN & MESMAN, 2006; NIEMEYER, 2007; 2012; RODRIGUES et al., 2011;

SANCHEZ, 2013).

A ARE é considerada como um processo de coleta, organização e análise de dados

ambientais que visa estimar o risco de uma contaminação para os ecossistemas, ou seja, a

probabilidade da ocorrência de efeitos ecológicos adversos como resultado da exposição a um

ou mais agentes estressores (USEPA 1998; JENSEN& MESMAN, 2006).

É uma metodologia pode auxiliar na tomada de decisão e na priorização quanto às

alternativas de controle ambiental, recuperação de área degradada, bem como de

gerenciamento dos recursos naturais e dos usos futuros do local, de acordo com a

hierarquização dos problemas levantados, baseando-se em valores de risco determinados

(RODRIGUES, et al., 2011).

Embora esquemas de ARE propostos e aplicados por diferentes países sejam diversos,

seus componentes são similares. Como exemplo, apresenta-se a estrutura geral descrita pela

2

agência ambiental norte-americana (United States Environmental Protection Agency –

USEPA, 1998), e que inclui as seguintes etapas principais: 1) formulação do problema; 2)

avaliação da exposição e efeitos; e 3) caracterização de risco (Figura 1).

A primeira etapa, de formulação do problema, envolve o levantamento de informações

sobre o local de estudo e a avaliação preliminar das hipóteses sobre as causas dos efeitos

adversos previstos ou já observados. Ao fim desta etapa, são refinados os objetivos a serem

alcançados pela ARE, é avaliado o cerne do problema ambiental encontrado e formulado um

plano para a análise dos dados e a caracterização do risco (USEPA, 1998). Os objetivos desta

etapa são: estruturar o estudo do local; estabelecer as metas que se deseja alcançar; delinear o

contexto local e os potenciais efeitos adversos da contaminação; planejar a avaliação de

riscos, especificando os parâmetros de análise, as ferramentas de medição e a interpretação

dos resultados gerados (FCSAP, 2012).

Em seguida, na fase de avaliação da exposição, são levantadas as características dos

mecanismos de exposição dos possíveis receptores ao(s) estressor(es), além de analisada a

magnitude desta exposição. Concomitantemente, é também avaliada a natureza do(s) efeito(s)

ocasionados(s) pelo estressor sobre os receptores, na condição de exposição encontrado no

local de estudo (FCSAP, 2012).

3

Figura 1 - Esquema das etapas da avaliação de risco ambiental (Fonte: USEPA, 1998, apud RODRIGUES

et al. 2011)

AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO/EFEITOS

FORMULAÇÃO DO PROBLEMA

Integração das informações disponíveis

Compartimentos-alvo Modelo conceitual

Formular o plano de análise

CARACTERIZAÇÃO DO RISCO

Estimativa do risco Descrição do risco

COMUNICAÇÃO DOS RESULTADOS PARA O ÓRGÃO GSETOR E PARA A SOCIEDADE

Análise do ecossistema receptor

Análise de exposição Análise de efeito

Análise dos dados de exposição Análise das respostas ecológicas

Padrão de exposição Padrão das respostas biológicas

4

Por fim, baseado nas informações obtidas nas fases anteriores, procede-se à

caracterização do risco, estimando-se a probabilidade e o nível de sua ocorrência no local de

estudo, bem como interpretando-se os resultados obtidos nas análises, com a descrição do

significado dos efeitos adversos para os ecossistemas locais (USEPA, 1998).

Niemeyer (2007) relata que o esquema apresentado na Figura 1 permite identificar e

conhecer melhor os problemas presentes nas áreas de estudo, possibilitando levantar e

selecionar a melhor solução para o local de estudo, em cada fase da análise. Assim, três tipos

de decisões podem ser adotados: a) que não há necessidade de mitigar o impacto, já que as

informações obtidas indicam que não há risco no local; b) que é necessário prosseguir a

pesquisa, pois não há dados suficientes ou conclusivos sobre os riscos; e c) que é preciso

adotar medidas mitigadoras ou restringir o uso futuro do local, uma vez que os resultados

apontam que existe um risco real (JENSEN& MESMAN, 2006).

Com isso, é possível excluir dos estudos áreas para as quais, já nas etapas iniciais, não

é indicado haver risco (ou o risco é considerado aceitável). Por outro lado, para aquelas áreas

em que os dados não deixam dúvidas quanto ao risco, também é possível parar a análise nas

etapas iniciais e, consequentemente, economizar recursos aplicados na realização da ARE

(NIEMEYER, 2012).

A ARE é uma ferramenta completa que abrange desde a etapa de planejamento do

estudo até a análise final dos resultados obtidos. Sendo uma metodologia que permite uma

análise holística e integrada de diferentes informações, possibilita inferir sobre riscos a que

está exposta a comunidade biológica, não apenas pelo reconhecimento de possíveis

estressores, mas permitindo a geração e organização de informações que podem auxiliar nas

tomadas de decisão a curto, médio ou longo prazo (SANCEZ, 2012). Niemeyer (2012)

destaca a importância de incluir dados biológicos nas avaliações relacionadas a locais

5

contaminados para entender melhor a biodisponibilidade e efeitos de contaminantes,

reduzindo as incertezas no processo de decisão ambiental.

No Brasil, a primeira menção à ARE apareceu na Resolução 420/2009 do Conselho

Nacional do Meio Ambiente - CONAMA (BRASIL, 2009), que estabelece as diretrizes gerais

para a gestão ambiental de áreas contaminadas. Atualmente existe um Grupo de Trabalho na

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que discute a elaboração de um

protocolo para análise de risco de locais contaminados.

2. JUSTIFICATIVA

O presente trabalho teve como objeto de estudo uma antiga área de mineração

pertencente à Empresa Plumbum S/A Indústria Brasileira de Mineração, localizada no

município de Adrianópolis (PR), no Vale do Ribeira, onde foram depositados os resíduos

gerados nas suas atividades.

A Plumbum S/A iniciou sua operação na região em 1945, a partir do qual todo o

minério de chumbo produzido no Vale do Ribeira passou a ser refinado pela empresa, até

1995, quando esta foi fechada (GUIMARÃES, 2007). A atividade de mineração na região se

desenvolveu por muito tempo com técnicas rudimentares e sem preocupação com o controle de

impactos ambientais decorrentes da mesma (FRANCHI, 2004). Assim, gases da fusão, da

ustulação e do refino eram lançados diretamente à atmosfera e resíduos contaminados por metais

tóxicos eram descartados no solo e no rio sem nenhuma prevenção em relação à contaminação

ambiental e da população local.

De acordo com relatório de pesquisa realizada pelo governo do Estado (PARANÁ,

2008), a Plumbum processou durante os 50 anos de operação, em média 60.000 t/ano de

minério de chumbo (Pb) no Vale do Ribeira. Relatório protocolado pela empresa junto à

6

Superintendência de Recursos Hídricos e Meio Ambiente (SUREHMA), hoje denominado

Instituto Ambiental do Paraná (IAP), mostra que a produção de Pb na usina variava de 200 e

300 t/mês e as escórias resultantes do processo de fundição de minério eram solidificadas e

lançadas nas circunvizinhanças, tanto nas águas superficiais quanto no solo (PARANÁ,

2008). Posteriormente, esta prática foi substituída pelo descarte direto da escória no estado

líquido, a 1.200º C, diretamente no rio Ribeira de Iguape.

Cunha (2003) e Cassiano (2001) relatam que, até 1990, os resíduos gerados (escória de

fundição e rejeito do beneficiamento), com um total de 5,5 t/ano de elementos tóxicos (As,

Ba,Cd, Pb, Cu, Cr e Zn), foram lançados pela empresa, sem qualquer tratamento, diretamente

no rio Ribeira de Iguape. Cunha (2003) também estimou que tenham sido lançadas na

atmosfera entre 80 e 200 t/ano de material particulado de refino. Cassiano (2001) relata ainda

que os rejeitos da mineração tenham sido depositados em pilhas com volume de

aproximadamente 150.000 m³, sem proteção e fiscalização por parte de órgãos ambientais

para impedir a contaminação. Esses rejeitos encontram-se, ainda hoje, depositados

diretamente sobre o solo nas proximidades do Rio Ribeira de Iguape. Como consequência, os

rios continuaram recebendo metais mesmo após o encerramento das atividades das minas

(MARTINS, 2012).

Ainda, de acordo com informações de ex-trabalhadores da usina (PARANÁ, 2008), os

resíduos foram utilizados para pavimentar estradas e para produzir cimento numa empresa da

região, intensificando, assim, a contaminação tanto pela inalação da poeira quanto pela

deposição de partículas no solo.

Apenas nos últimos anos da atuação da Plumbum na região é que órgãos ambientais

demonstraram maior rigidez, exigindo o cumprimento da legislação e a comprovação de

controle ambiental em suas atividades, por parte da empresa (MARTINS, 2012). No entanto,

mesmo após o fechamento das minas devido ao esgotamento dos minérios, a usina passou a

7

utilizar material importado para continuar suas atividades até 1995, quando os órgãos

ambientais suspenderam a importação de sucatas para produção de chumbo (BRASIL, 1997,

apud CUNHA, 2003).

Devido a este histórico, diversos estudos foram realizados na região do Vale do

Ribeira, visando investigar as consequências da intensa atividade mineradora (MORAES,

1997; CASSIANO, 2001; CUNHA, 2003; LOPES JR., 2007; GUIMARÃES, 2007;

KUMMER, 2008; GUIMARÃES, SÍGOLO, 2008; MOREIRA, 2011; RODRIGUES et al.,

2012; MARTINS, 2012; GUIMARÃES, 2012), os quais detectaram a contaminação tanto de

sistemas aquáticos como do solo, porém nenhum desses estudos tiveram como foco a ARE.

De acordo com os estudos mais recentes, mesmo tendo ocorrido diminuição das

concentrações de metais potencialmente tóxicos no sedimento e na água, o sistema fluvial da

região ainda encontra-se fragilizado pela carga recebida de resíduos da mineração.

Em relação à saúde humana, os estudos relatam casos de intoxicação de habitantes

locais, mesmo decorridos vários anos do fechamento da usina. Figueiredo (2005) relata

determinação de níveis elevados de Pb em amostras de sangue da população local. A

intoxicação por Pb pode ocasionar vários efeitos adversos à saúde, sendo que o sistema

nervoso central é o primeiro a ser afetado. Além disso, esta pode causar danos no

desenvolvimento cognitivo e comportamental em bebês e crianças. (PERAZA et al., 1998,

apud TOMAZELLI, 2003).

Este histórico da região mostra a necessidade de realização de estudos que possam

subsidiar propostas de manejo e recuperação das áreas afetadas, com intuito de alcançar um

maior equilíbrio ecológico, bem como permitir a redução dos riscos ambientais e à saúde da

população local.

Para tanto, a utilização da ARE mostra-se promissora para ser utilizada neste caso, por

ser uma ferramenta capaz de permitir a expressão de efeitos ecológicos em função de

8

modificações na exposição a estressores e considerar as incertezas associadas, sendo útil

também para avaliar alternativas de manejo e objetivos de processos de remediação de áreas

contaminadas.

Neste sentido, o presente estudo visou reunir informações e obter dados para a

realização de uma ARE para uma área localizada no município de Adrianópolis (PR), Vale do

Ribeira que, por aproximadamente 40 anos, foi submetida à intensa atividade de mineração,

principalmente de chumbo.

3. OBJETIVOS

O objetivo principal deste trabalho foi aplicar a Avaliação de Risco Ecológico (ARE)

para uma área contaminada por resíduos da empresa Plumbum S/A, no município de

Adrianópolis (PR), com o intuito de se identificar os riscos potenciais existentes na área

estudada. Com os resultados da ARE, objetiva-se ainda delimitar na área as zonas de risco

baixo, médio e elevado, de modo a subsidiar intervenções mais apropriadas em curto, médio e

longo prazo.

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 Formulação do problema

A primeira etapa da ARE, como apresentado anteriormente, é a formulação do

problema. Nela, são organizadas as informações disponíveis sobre o local de estudo, definidos

os compartimentos alvos da contaminação e elaborados o modelo conceitual e o plano de

análise (RODRIGUES et al., 2011).

9

O contexto histórico da contaminação do local foi apresentado no item 2 –

Justificativa. Verifica-se que a área sofreu grandes impactos ambientais devido à atividade de

mineração desenvolvida por anos sem qualquer controle ambiental, destacando-se a

disposição inadequada de resíduos sobre os solos da região; a liberação para a atmosfera de

gases gerados durante o processamento do minério; e a disposição de resíduos diretamente no

rio Ribeira de Iguape.

4.1.1 Integração das informações disponíveis

4.1.1.1 Localização e caracterização da área de estudo

A área de estudo está situada no município de Adrianópolis, PR (Figura 2), entre as

latitudes 25º00’S e 24º30’S e longitudes 49º59’W e 48º58’W, enquadrando-se na bacia

hidrográfica do rio Ribeira de Iguape, que engloba uma área de 17.056,40 km2, entre o litoral

sul do estado de São Paulo e norte do estado do Paraná (GUIMARÃES, 2012).

Figura 2. Localização do município de Adrianópolis (Fonte: Adaptado de Google Earth, 2014)

10

Do ponto de vista geológico, destacam-se na região formações originárias do período

Pré-Cambriano, mais precisamente dos grupos Complexo Gnáissico-migmatítico e Açungui.

Considerada como uma importante área metalogenética, o Vale do Ribeira apresenta

ocorrências de minerais metálicos, como chumbo, zinco, prata, cobre e ouro, além de minerais

não-metálicos, de largo uso industrial, como calcário, granito, caulim, fosfato dolomítico,

talco, feldspato, barita, vermiculita, fluorita, mica, mármore, areia, argila e saibro (PARANÁ,

2008).

O município de Adrianópolis apresenta relevo acidentado, com topografia acentuada e

íngreme, sendo inserido em região montanhosa ou com forte ondulação e escarpada. Seu

clima é tropical quente, com altas temperaturas no verão, amenas no outono e inverno, e altas

precipitações. A pluviosidade média anual é de 1.300 a 3.000 milímetros. A formação vegetal

predominante é floresta típica da mata Atlântica nas regiões baixas; floresta de transição, com

predominância das espécies de bracatinga, nas porções altas (acima de 600 m) e floresta de

Araucária nas altitudes superiores (PARANÁ, 2008).

A Figura 3 apresenta o trecho do rio Ribeira pertencente ao município de

Adrianópolis.

11

Figura 3. Rio Ribeira em Adrianópolis, PR (Fonte: Adaptado de Google Earth, 2014).

4.1.1.2 Informações sobre a contaminação – compartimento terrestre

No presente estudo, considerando-se o histórico da disposição de resíduos de

mineração sobre os solos da região, considerou-se primordial avaliar os efeitos adversos

causados ao compartimento terrestre.

Por meio do levantamento bibliográfico de estudos anteriores realizados na região,

duas pesquisas foram utilizadas como bases principais de dados: a) para a caracterização

físico-química do solo e da contaminação, foram utilizados os dados da Dissertação de

Mestrado de Larissa Kummer (2008), da Universidade Federal do Paraná; e b) dados

ecológicos foram obtidos no trabalho de Yara Jurema Barros (2008), da Universidade Federal

do Paraná.

O trabalho de Kummer (2008) buscou avaliar a área contaminada do município de

Adrianópolis (PR) por meio de estudos químicos e minerológicos do solo. Para tanto,

envolveu estudos em dois tópicos: a) similaridade das amostras de solos, a fim de encontrar a

relação entre o material de origem (amostras de background), profundidade e interferências

12

antrópicas; e b) análise das formas de Pb e Zn e de suas frações associados à fase orgânica e

às diferentes fases minerais do solo.

Já o estudo de Barros (2008) teve como objetivo avaliar indicadores biológicos da

qualidade dos solos da área de mineração e metalurgia de Pb no município de Adrianópolis

(PR), por meio da determinação das concentrações de metais em plantas nativas, bem como

da avaliação dos efeitos sobre a atividade microbiana e a abundância mesofauna edáfica.

As metodologias das referidas pesquisas são apresentadas no Anexo.

Para o presente estudo, foram considerados os dados de cinco pontos de coleta,

comuns aos dois trabalhos considerados como banco de dados. Ainda, foram considerados os

dados de coletas realizadas tanto na época de seca – mês de setembro –, quanto na época de

chuva – mês de janeiro –, a fim de verificar se as condições climáticas influenciariam nos

resultados dos riscos calculados.

A Figura 4 e a Tabela 1 apresentam a localização e a descrição de cada um desses 5

pontos de coleta e da antiga fábrica de mineração, respectivamente.

Figura 4. Vista aérea da localização da antiga empresa Plumbum S/A e os pontos de coleta em estudo

(Fonte: Adaptado de Google Earth, 2014)

13

Tabela 1. Localização, classificação dos solos e características dos locais de amostragem identificadas a

campo. (Fonte: Adaptado de Kummer, 2008).

Local UTM

Altitude (m) Observações N-S (m) E-W (m)

1 7267313 S 711502 W 546 Neossolo

Litólico

Solo de referência sob mata nativa, com

concentrações de metais pesados supostamente

naturais. Graças à grande altitude do local em

relação à empresa (diferença de cota de 380 m),

não havia evidências da influência direta das

atividades de mineração no solo.

2 7268164 711513 326 Cambissolo

Háplico

Posição intermediária da encosta, representando

condição onde ocorreu incorporação de resíduos

grosseiro e de coloração escura no perfil de solo,

devido à deposição de colúvio das áreas mais

altas.

3 7268555 711287 165 Neossolo

Litólico

Próximo à empresa, com os horizontes do solo

preservados e sem incorporação de resíduos

sólidos. Esse local representou os solos que

potencialmente receberam deposição de material

particulado oriundos do processo de fusão do Pb,

por meio da emissão de fumaça pelas chaminés.

5 7268070 711360 316

Mistura de

solo mais

rejeito

grosseiro

Grande ocorrência de rejeito na superfície do

solo (argiloso). Como resultado, a camada de

coleta de amostra (0 a 40 cm) não apresentava

estrutura e horizontes pedogenéticos.

6 7268671 711572 202 Neossolo

Quartizarênico Solo arenoso à esquerda e próximo à empresa.

4.1.2 Elaboração do Modelo Conceitual

Para esta etapa da ARE, além destes dois trabalhos considerados como principais

bancos de dados e citados anteriormente, foi realizado um levantamento bibliográfico sobre a

região de estudo, com a busca por pesquisas realizadas anteriormente no município de

Adrianópolis. As informações obtidas neste levantamento foram utilizadas para identificar os

receptores ambientais potencialmente em risco, os meios de transporte dos contaminantes, as

possíveis vias de exposição, os riscos perceptíveis e a extensão espacial da contaminação.

14

As informações consideradas na elaboração do Modelo Conceitual foram baseadas em

Paoliello (2001) apud Evangelista e Silva (s.d.); Figueiredo (2005); Soares et al. (2006), além

de Kummer (2008) e Barros (2008).

4.2 Análise de exposição e de efeitos

O compartimento-alvo considerado nesta análise foi o solo. Quanto aos receptores,

optou-se por analisar o comportamento da mesofauna edáfica, microrganismos e plantas

nativas.

Vale ressaltar que a análise de exposição dos receptores foi realizada com base nas

informações fornecidas pelo trabalho de Kummer (2008) sobre a presença de metais tanto no

compartimento alvo (solo), quanto no tecido de um dos receptores em estudo (plantas

nativas).

No presente estudo, esta análise foi feita considerando-se somente um dos receptores

de interesse a título de exemplo, tendo em vista que apenas os dados referentes a este receptor

estavam disponíveis em literatura.

4.2.1 Exposição – Linha de Evidência Química

Inicialmente realizou-se a comparação das concentrações de chumbo nos diferentes

pontos de coleta, obtidos de Krummer (2008), considerando-se as camadas de 0-10 cm e de

10-20 cm do solo, com valores de referências estabelecidos pela Resolução CONAMA

420/2009 (de prevenção e de investigação, bem como aqueles que consideram os usos futuros

do solo: agrícola, residencial e industrial.

Posteriormente, realizou-se, ainda com base nestes dados, o cálculo do risco

considerando apenas a linha de evidência química, utilizando-se a metodologia descrita por

JENSEN e MESMAN (2006).

15

Neste cálculo do risco, os valores de referência estabelecidos pela resolução

CONAMA 420/2009 considerados foram: o valor de prevenção – concentração de valor

limite de determinada substância no solo, tal que ele seja capaz de sustentar suas funções –

bem como os valores de investigação – concentração de determinada substância no solo, a

partir da qual existem riscos potenciais, diretos ou indiretos, à saúde humana. Para Pb, estes

valores são: de prevenção = 72 mg/kg; e de investigação, em função do uso e ocupação do

solo: agrícola = 180 mg/kg, residencial = 300 mg/kg e industrial = 900 mg/kg).

Com estes valores foram realizados cálculos na seguinte sequência:

1) Primeiramente, calculou-se a razão entre a concentração de Pb em cada ponto de

coleta (R1) e o valor de referência indicado pelo CONAMA 420/2009 (R2),

obtendo-se o valor de R3.

2) Em seguida, para cada ponto de coleta, foi calculado o valor de risco (R4), dado

como:

R4 = 1 – (1/(1 + R3)).

3) O valor obtido (R4) foi corrigido em relação ao ponto de referência (1), por meio

da seguinte equação:

R5 = (R4 – R4ref)/(1 – R4ref)

4.2.2 Efeito – Linha de Evidência Ecológica

Em relação ao estudo dos efeitos da contaminação, efetuou-se a análise do risco

referente à Linha de Evidência Ecológica, com base em dados de abundância de

microrganismos e de mesofauna edáfica, também com base na metodologia descrita por

JENSEN e MESMAN (2006).

Foi efetuado o cálculo do risco considerando cada um dos parâmetros isoladamente

(abundância de microrganismos e abudância de mesofauna) e, posteriormente, feita a

16

integração, para obtenção do valor final de risco considerando a Linha de Evidência

Ecológica, para cada ponto estudado.

Os procedimentos para os cálculos são apresentados a seguir:

1) Inicialmente, calculou-se a razão entre o parâmetro (número de organismos) em

cada um dos pontos de coletas das amostras e o valor obtido para o ponto de

referência, obtendo-se o valor de R1;

2) Para cada valor de R1, determinou-se o valor do log absoluto, resultando no valor

de R2;

3) Os resultados obtidos no passo 2 foram somados e multiplicados -1, obtendo-se o

valor de R3;

4) Atribuiu-se então, para a variável R4, o número de parâmetros considerados no

cálculo do risco;

5) Dividiu-se o valor da somatória calculado no passo 3 (R3) por R4, resultando no

valor de R5

6) Por fim, calculou-se o valor final de risco (R6), por meio da equação abaixo:

R6 = 1 – 10^(R5)

4.2.3 Cálculo do risco integrado considerando as diferentes Linhas de Evidência

Obtidos os riscos referentes a cada linha de evidência (química e ecológica), foi

calculado o valor do risco integrado, para cada ponto de amostragem, com os seguintes passos

(JENSEN e MESMAN, 2006):

1) Calcularam-se os valores de R1 para cada valor de risco (X) associado a cada linha

de evidência, aplicando-se a equação:

R1 = log (1 – X)

17

2) Em seguida, obteve-se o valor da média aritmética de R1 resultante para cada linha

de evidência;

3) Finalmente, o valor obtido no passo 2 foi transformado no valor de risco integrado

(R3) pela equação:

R3 = 1 – (10^R2)

4.3 Caracterização do risco

Nesta fase final da ARE, foi realizada uma análise geral dos dados existentes e dos

valores de risco calculados, a fim de se discutir os principais pontos de atenção a ser

considerados na interpretação dos resultados. Além disso, com os valores de risco integrados

calculados para cada ponto de coleta, procedeu-se à classificação do risco, de acordo com

possíveis usos futuros das áreas. A tabela mostra a classificação do nível de risco

correspondente a cada intervalo de valor e a coloração de cada uma delas.

Tabela 2. Classificação dos níveis de risco

Classificação dos níveis de risco

Risco alto 0,700 - 1,00

Risco moderado 0,500 - 0,700

Risco baixo 0,200 - 0,500

Sem risco 0,000 - 0,200

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1 Formulação do problema

5.1.1 Integração das informações disponíveis

As características químicas, granulométricas, mineralógicos e a concentração de

chumbo, são apresentados nas Tabela 3e Tabela 4.

18

Tabela 3. Análises químicas, granulométrica da terra fina seca ao ar (TFSA) e mineralógicas da fração

argila das amostras dos solos(*). (Fonte: Adaptado de Kummer, 2008).

Amostras pH CTC

Areia Argila H2O pH 7,0

cmolcdm-3 ---------g kg-1---------

1 (0-10 cm) 6,7 31,7 162 477

1 (20-40 cm) 6,8 31,2 170 516

2 (0-10 cm) 6,6 34,7 98 441

2 (20-40 cm) 7,7 30,5 89 440

3 (0-10 cm) 6,9 29,2 204 434

3 (20-40 cm) 6,8 28,9 188 424

5 (0-10 cm) 8,3 11,3 807 48

5 (20-40 cm) 8 30,5 184 313

6 (0-10 cm) 4,9 7,5 730 124

6 (20-40 cm) 4,6 3,5 777 64

(*)CTC – Capacidade de Troca Catiônica.

Tabela 4. Concentrações de Pb nos pontos de coleta. (Fonte: Adaptado de Kummer, 2008).

Pontos

Concentração de chumbo

(mg/Kg)

0-10 cm 10-20 cm

1 426,3 87,4

2 3988,8 2995,4

3 15293,1 17913,2

5 14530,1 5806,8

6 695,9 240,9

No estudo da mesofauna, consideraram-se os cinco grupos da mesofauna edáfica mais

expressivos nas amostras (Acari, Collembola Arthropleona, Coleoptera, Formicidae,

Pauropoda). As Tabela 5 e

Tabela 6 expõem os números de indivíduos pertencentes aos grupos citados por dm-³ de

solo referentes às coletas dos meses de setembro e janeiro, respectivamente.

19

Tabela 5. Densidade populacional da mesofauna edáfica em cada ponto da coleta realizada em setembro

de 2007. (Fonte: Adaptado de Barros, 2008).

Grupo

Pontos de coleta

1 2 3 5 6

Indivíduos.dm-³

Acari 83,00 20,30 279,86 17,12 149,48

Collemb. Arthropleona 8,76 0,40 29,46 0,00 17,71

Coleoptera 0,80 0,00 0,00 0,60 2,59

Formicidae 13,93 7,96 5,57 0,00 18,71

Pauropoda 0,20 0,40 2,79 0,00 0,00

Tabela 6. Densidade populacional da mesofauna edáfica em cada ponto da coleta realizada em janeiro de

2008. (Fonte: Adaptado de Barros, 2008).

Grupo

Pontos de coleta

1 2 3 5 6

Indivíduos.dm-³

Acari 61,31 34,63 19,71 74,84 10,15

Collemb. Arthropleona 31,65 1,19 3,78 1,99 9,36

Coleoptera 5,97 0,80 1,59 0,60 3,78

Formicidae 4,18 9,16 11,15 0,00 10,75

Pauropoda 3,78 0,20 2,99 14,73 1,00

Em relação à comunidade de microrganismos, o número de bactérias totais, bactérias

esporulantes e fungos em UFC/g é apresentada na Tabela 7.

Tabela 7. Análise microbiológica da camada de 0 a 5 cm dos solos(*) (Fonte: Adaptado de Barros, 2008).

Coleta Pontos

Bactéria Total

BT BTESP FGS

UFC g-1 SS

Setembro

1 15,86 1,17 0,69

2 6,79 1,06 1,26

3 3,58 0,20 1,53

5 0,91 1,60 0,29

6 0,42 0,02 1,30

Janeiro

1 34,53 64,94 23,54

2 56,72 77,05 10,70

3 37,37 15,08 9,52

5 10,30 14,60 1,15

6 23,96 7,54 8,72 (*)BT: Bactérias Totais (valores de unidades formadoras de colônia elevadas a 105); BTESP: Bactérias

Esporuláveis (valores de unidades formadoras de colônia elevadas a 104); FGS: Fungos (valores de unidades

formadoras de colônia elevadas a 104); SS: Solo seco.

20

Quanto à concentração de chumbo acumulado nas plantas nativas, os valores são

apresentados na Tabela 8.

Tabela 8. Análise Metais pesados acumulados na parte aérea e raiz das Poaceae estudadas(1) (Fonte:

Adaptado de Barros, 2008).

Pontos Tipo

Pb

mg kg-1

Setembro Janeiro

Parte aérea Raíz Parte aérea Raíz

1 Capim-Colonião 16,89 22,65 nd 24,14

2 Grama-Batatais 182,04 99,80 3,06 74,04

3 Capim-Colonião 171,39 939,96 13,28 414,72

5 Grama-Batatais 575,53 376,07 211,35 436,45

6 Capim-Elefante 47,15 164,90 nd 168,17 (1) nd: concentração abaixo do nível de detecção por ICP-AES.

5.1.2 Elaboração do Modelo Conceitual

Segundo USEPA (1998), o modelo conceitual é a descrição e a representação visual da

relação entre o sistema ecológico e o estressor, mostrando as vias de exposição, os efeitos

ecológicos, além dos receptores. Assim, com base nos estudos anteriores realizados em

Adrianópolis, foi elaborado um diagrama que representa o modelo conceitual deste caso de

estudo, apresentado na Figura 5.

Na concepção do modelo, a pesquisa de Kummer (2008) foi considerada por destacar

as duas principais formas de contaminação do solo no local de estudo: a deposição das

partículas emitidas pelas chaminés da empresa mineradora, durante os anos de atividade da

mesma, e o acúmulo de resíduos sobre os solos.

21

Figura 5. Modelo conceitual da ARE no município de Adrianópolis (PR).

Deposição de

resíduos

22

Em relação à cadeia alimentar, os metais pesados presentes nos seres vivos

apresentam as propriedades de bioacumulação e de biomagnificação, devido à sua

capacidade de reagir com ligantes difusores, macromoléculas e ligantes contidos nas

membranas, causando assim irregularidades nos processos metabólicos em diferentes

biotas (KUMMER, 2008). Logo, a partir desta exposição aos contaminantes, pode haver

uma série de contaminação ao longo da cadeia trófica do ecossistema local.

Pode-se citar, primeiramente, a contaminação da fauna do subsolo, em que os

microrganismos e os invertebrados terrestres absorvem os metais pesados pela pele e/ou

pela ingestão dos mesmos. Os metais pesados influenciam os processos biológicos do

solo (LEE et al., 2002, apud BARROS, 2008), reduzindo a taxa de nitrificação

(HASSEN et al., 1998; MUNN et al, 2000, apud BARROS, 2008), a decomposição de

celulose (CHEW et al., 2001, apud BARROS, 2008) e a mineralização de matérias

orgânicas do solo (REBER, 1992, apud BARROS, 2008).

Além disso, existe o impacto sobre as plantas, que absorvem os metais pesados.

De acordo com a pesquisa realizada por Figueiredo (2005), várias espécies de verduras

e legumes provenientes das comunidades próximas às usinas de beneficiamento

apresentaram concentrações de chumbo acima do valor estabelecido pela legislação

brasileira.

Conforme a mesma pesquisa, a concentração de chumbo nos ovos de galinha

também estava acima do recomendado, provando, assim, a contaminação das aves pela

ingestão e/ou absorção dos metais, possivelmente pela ingestão de invertebrados

terrestres (FIGUEIREDO, 2005).

Além desses animais, os anfíbios e os répteis são contaminados pela absorção

dermal, pelo contato com o solo contaminado e também pela ingestão das aves

contaminadas.

23

O Pb depositado no solo pode ser transportado pela ação do escoamento da água

presente no solo, causando a dispersão do contaminante para outras regiões. Quando a

água da chuva incide sobre o depósito de contaminante, uma parte é interceptada pela

camada de vegetação, outra escoa superficialmente e uma terceira parcela se infiltra,

evapora, sofre evapotranspiração ou se desloca ao longo do perfil vertical do solo

(SORAES et al., 2006).

O escoamento superficial da água sobre o solo contaminado causa o carreamento

do Pb para os corpos hídricos superficiais presentes na região. Como resultado, pode

ocorrer uma série de contaminação na fauna e flora dos sistemas aquáticos.

A contaminação através da cadeia alimentar do meio aquático pode se dar

principalmente pela ingestão e absorção do metal contido na água, atingindo os

anfíbios, répteis, invertebrados aquáticos, peixes, pássaros, mamíferos e também os

seres humanos. A via de exposição dos microrganismos ao metal é a absorção celular.

Aliado a esses processos, pode ocorrer a ingestão a partir do produtor primário

para os níveis mais altos de consumidores, intensificando e estendendo o nível de

contaminação através da cadeia alimentar.

O transporte e disponibilidade do Pb no solo dependerá de vários fatores, como

pH, composição mineralógica, concentração de matéria orgânica, substâncias coloidais,

oxi-hidróxidos e concentração do elemento (PAOLIELLO, 2001, apud

EVANGELISTA e SILVA, s.d.). Dependendo das condições do solo, a lixiviação da

solução contendo Pb é favorecida, podendo atingir os aquíferos. A água contaminada

extraída do subsolo pode contaminar os mamíferos e o ser humano por ingestão e

absorção celular.

24

Também através do contato e da inalação das partículas de metais pesados

presentes no ar e no solo e pela ingestão de verduras, legumes, ovos e aves

contaminados, o ser humano pode ser contaminado pelo poluente.

5.2 Análise de exposição e de efeitos

5.2.1 Análise de exposição

A análise de exposição foi feita com base nos dados da concentração de chumbo

encontrado no solo de diferentes pontos e no tecido de plantas coletadas nos diferentes

pontos de estudo, os quais foram obtidos em Kummer (2008).

Concentração de Pb em amostras de solo

Inicialmente, foi realizada a comparação das concentrações de Pb nos diferentes

pontos com valores de referências estabelecidos pelo CONAMA 420/2009 (de

prevenção e de investigação (VR1), para usos futuros do solo agrícola (VR2),

residencial (VR3) e industrial (VR4), como apresentado nas Figuras 6 a 9.

25

a)

b)

Figura 6. a) Concentrações de Pb nas camadas de 0 a 10 cm e 10 a 20 cm do solo (Kummer, 2008) e

valor de referência de prevenção para o solo (VR1 = 72 mg/kg) (CONAMA, 2009) b) melhor

visualização do valor de referência no gráfico.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

1 2 3 5 6

Co

nce

ntr

ação

de

Pb

(m

g/kg

)

Pontos de coleta

Teor de Pb (0-10 cm) Teor de Pb (10-20 cm) VR1

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 5 6

Co

nce

ntr

ação

de

Pb

(m

g/kg

)

Pontos de coleta


26

a)

b)

Figura 7. Concentrações de Pb nas camadas de 0 a 10 cm 10 a 20 cm do solo (Kummer, 2008) e

valor de referência de investigação para solo de uso agrícola(VR2 = 180 mg/kg) (CONAMA, 2009)

b) melhor visualização do valor de referência no gráfico.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

1 2 3 5 6

Co

nce

ntr

ação

de

Pb

(m

g/kg

)

Pontos de coleta


0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 5 6

Co

nce

ntr

ação

de

Pb

(m

g/kg

)

Pontos de coleta


27

a)

b)


valor de referência de investigação para solo de uso residencial (VR3 = 300 mg/kg) (CONAMA,

2009) b) melhor visualização do valor de referência no gráfico.

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 5 6

Co

nce

ntr

ação

de

Pb

(m

g/kg

)

Pontos de coleta


0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 5 6

Co

nce

ntr

ação

de

Pb

(m

g/kg

)

Pontos de coleta


28

a)

b)


valor de referência de investigação para solo de uso industrial (VR4 = 900 mg/kg) (CONAMA,

2009) b) melhor visualização do valor de referência no gráfico.

Nas Figuras de 6 a 8, os gráficos comparam as concentrações de chumbo do

local com os valores de referência de prevenção e de investigação para solos de uso

agrícola e residencial, respectivamente. Nestas é possível verificar que as concentrações

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

1 2 3 5 6

Co

nce

ntr

ação

de

Pb

(m

g/kg

)

Pontos de coleta


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1 2 3 5 6

Co

nce

ntr

ação

de

Pb

(m

g/kg

)

Pontos de coleta


29

de chumbo em todos os pontos de coleta ultrapassam as concentrações recomendados

pela legislação.

Já na Figura 9, o gráfico relaciona as concentrações de chumbo encontradas no

local de estudo com o valor de referência de investigação sugerido pelo CONAMA

420/2009 para solo de uso industrial. Observa-se que, neste caso, somente os pontos 1 e

6 – concentrações de 426,3 mg/kg e 695,9 mg/kg, respectivamente – ficam abaixo do

valor de referência.

Pode-se observar ainda que o ponto 3 foi o local que apresentou maior

concentração de Pb em relação aos outros pontos estudados. Além disso, verifica-se que

a amostra de solo da camada mais profunda (10-20 cm) apresenta concentração de Pb

maior que a da camada de 0-10 cm – 3 (0-10 cm): 15293,1 mg/kg; 3 (10-20 cm):

17913,2 mg/kg.

Kummer (2008) diz no seu trabalho que a alta concentração de Pb neste local é

devido à grande proximidade do ponto 3 à antiga empresa, como pode ser verificado na

Figura 4. Os materiais particulados emitidos tendem a cair próximos à fonte de emissão,

contribuindo para um acúmulo maior de material neste local. Aliado a este fator, como

pode ser verificado na Tabela 1, este ponto localiza-se em uma altitude baixa,

comparado aos outros 4 pontos, o que pode ter sido outro fator condicionante para a

deposição dos materiais particulados emitidos pela empresa.

Quanto à presença de maior concentração de Pb na camada mais profunda, não é

possível inferir sobre a possível ocorrência de percolação, uma vez que, de acordo com

o trabalho de Paraná (2008), o solo do local vem sendo alterado após a intervenção do

órgão ambiental do Paraná. Há registro, por exemplo, de que tem havido a retirada dos

resíduos e após este procedimento, ocorre a deposição de argila e então a cobertura por

vegetação rasteira (PARANÁ, 2008). Outro aspecto significante é a concentração de Pb

30

no ponto 6. Apesar de próximo à antiga fábrica (Figura 4), este local apresentou a

menor concentração, tendo uma grande diferença de valor em relação aos outros pontos

de coleta. De acordo com a Tabela 1, o ponto 6 localiza-se em uma altitude maior que o

ponto 3 – também próximo à fábrica –, o que pode ter dificultado a deposição

atmosférica de partículas emitidas pela Plumbum.

Assim, estas análises prévias já indicam que a área de estudo apresenta um alto

risco ecológico por conta da contaminação por Pb.

Com as concentrações de Pb das amostras e os diferentes valores de referência,

foram calculados os riscos para a linha de evidência química. Os resultados obtidos são

apresentados na Tabela 9 e nas Figuras 10 a 13.

Tabela 9. Valores de risco da linha de evidência química calculados para cada ponto de coleta,

utilizando diferentes valores de referência(**)

(**) Valores de risco da linha de evidência química calculados a partir de: VR1 – Valor de referência para

prevenção do solo; VR2 – Valor de referência de investigação para solo de uso agrícola; VR3 – Valor de

referência de investigação para solo de uso residencial e VR4 – Valor de referência de investigação para

solo de uso industrial.

VR1 VR2 VR3 VR4

P1 (0-10 cm) 0 0 0 0

P1 (10-20 cm) 0 0 0 0

P2 (0-10 cm) 0,877 0,855 0,831 0,729

P2 (10-20 cm) 0,948 0,916 0,882 0,747

P3 (0-10 cm) 0,968 0,961 0,953 0,918

P3 (10-20 cm) 0,991 0,985 0,979 0,948 Legenda:

P5 (0-10 cm) 0,966 0,959 0,951 0,914 Risco alto (0,700 - 1,000)

P5 (10-20 cm) 0,973 0,955 0,937 0,853 Risco moderado (0,500 - 0,700)

P6 (0-10 cm) 0,351 0,308 0,271 0,169 Risco baixo (0,200 - 0,500)

P6 (10-20 cm) 0,491 0,365 0,284 0,135 Sem risco (0,000 - 0,200)

Ponto de coletaValores de Risco

31


diferentes pontos de coleta, nas camadas de 0-10 cm e de 10-20 cm, tendo como referência o valor

de prevenção para solo (VR1 = 72 mg/kg), de acordo com a Resolução CONAMA 420/2009.



de investigação para solo de uso agrícola (VR2 = 180 mg/kg), de acordo com a Resolução

CONAMA 420/2009.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta

Risco calculado (0-10 cm) Risco calculado (10-20 cm)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta


32



de investigação para solo de uso residencial (VR3 = 300 mg/kg), de acordo com a Resolução

CONAMA 420/2009.



de investigação para solo de uso industrial (VR4 = 900 mg/kg), de acordo com a Resolução

CONAMA 420/2009.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta


0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta


33

Pelas análises dos valores indicados pela Tabela 9 e dos gráficos, fica nítido que

somente os pontos de referência (1) e o ponto 6 – local próximo à fábrica e cujas

amostras de solo continham as menores concentrações de chumbo, em relação aos

demais pontos (Tabela 9) – apresentam valores de risco menor que 0,5. Tal fato

confirma a previsão feita pela análise anterior e indica que uma extensa área do local foi

contaminada pelas atividades mineradora e apresenta alto risco aos ecossistemas.

Verifica-se também que a amostra coletada no ponto 3, da camada de 10 a 20

cm, apresenta valor de risco maior que as pertencentes às camadas superficiais, como

esperado, uma vez que o mesmo tipo de comportamento havia já sido verificado na

análise prévia das concentrações de Pb.

Pode-se notar ainda que os valores de risco resultantes diminuíram-se de acordo

com o aumento do valor de referência da resolução CONAMA 420/2009 empregado no

cálculo. Esta variação é decorrente do fato de que a concentração de Pb admissível nas

áreas, considerado como referência, é maior, dependendo do tipo de uso futuro, o que

consequentemente diminui o risco final nestes casos.

Concentração de Pb em plantas

Analisando-se os dados apresentados na Tabela 8 é possível verificar que o

ponto de referência (1) é o local em que as plantas apresentaram menores concentrações

de Pb. De modo geral, verifica-se também que as raízes possuem maior concentração do

contaminante em relação às parte aéreas. Somente as coberturas vegetais dos pontos 2 e

5 (grama batatais) são as que apresentaram maiores concentrações de Pb na parte aérea.

No ponto 3, que nas análises anteriores verificou-se que continha a maior

concentração de Pb em amostras de solo, detectou-se maior concentração de Pb na raiz

das plantas. Segundo observação de Barros (2008), tal fato pode ser decorrente da

34

elevada concentração de chumbo que dificultou a transferência do contaminante da raiz

para a parte aérea.

O capim colonião, presente no ponto de referência (1) e no ponto 3, local com

maior presença de Pb, mostrou ser sensível à presença de chumbo, uma vez que

comparando-se os dois casos, este apresentou uma concentração muito mais elevada no

segundo ponto em que há maior contaminação.

Em suma, foi possível concluir, a partir dos dados de Barros (2008), que as

plantas dos pontos 2, 3, 5 e 6 apresentaram maiores concentrações de Pb em relação ao

ponto de referência, provando-se que a abrangência da contaminação foi alta.

Verificaram-se também diferentes níveis de retenção do contaminante na parte aérea e

de raiz, de acordo com o tipo das plantas.

5.2.2 Análise de efeito

Mesofauna edáfica

Anteriormente ao cálculo do risco ecológico, foi realizada uma análise prévia

dos dados ecológicos, com a finalidade de se verificar a possível existência de risco no

local. Para tanto, foi realizada uma comparação de porcentagem de indivíduos entre os

diferentes pontos de coleta, considerando diferentes grupos de organismos (Tabela 10 e

Tabela 11), bem como do número de indivíduos/dm³ (Figuras 14 a 18). Em ambos os

casos, as comparações foram realizadas para cada uma das épocas do ano consideradas.

35

Tabela 10. Porcentagem de cada grupo de indivíduos encontrados no solo

coletado em stembro de 2007

Grupo

Pontos de coleta

1 2 3 5 6

Indivíduos.dm³

Acari 78% 70% 88% 97% 79%

Collemb. Arthropleona 8% 1% 9% 0% 9%

Coleoptera 1% 0% 0% 3% 1%

Formicidae 13% 27% 2% 0% 10%

Pauropoda 0% 1% 1% 0% 0%

Tabela 11. Porcentagem de cada grupo de indivíduos encontrados no solo

coletado em janeiro de 2008

Grupo

Pontos de coleta

1 2 3 5 6

Indivíduos.dm³

Acari 57% 75% 50% 81% 29%

Collemb. Arthropleona 30% 3% 10% 2% 27%

Coleoptera 6% 2% 4% 1% 11%

Formicidae 4% 20% 28% 0% 31%

Pauropoda 4% 0% 8% 16% 3%

Figura 14. Número de indivíduos.dm-3 de Acari nos solos coletados em setembro de 2007 e em

janeiro de 2008

0

50

100

150

200

250

300

1 2 3 5 6

Ind

ivíd

uo

s (d

m-3

)

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

36

Figura 15. Número de indivíduos.dm-3 de Collembola Arthropleona nos solos coletados em

setembro de 2007 e em janeiro de 2008

Figura 16. Número de indivíduos.dm-3 de Coleoptera nos solos coletados em setembro de 2007 e em

janeiro de 2008

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 5 6

Ind

ivíd

uo

s (d

m-3

)

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

0

1

2

3

4

5

6

7

1 2 3 5 6

Ind

ivíd

uo

s (d

m-3

)

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

37

Figura 17. Número de indivíduos.dm-3 de Formicidae nos solos coletados em setembro de 2007 e em

janeiro de 2008

Figura 18. Número de indivíduos.dm-3 de Pauropoda nos solos coletados em setembro de 2007 e em

janeiro de 2008

Como pode ser verificado nas tabelas apresentadas anteriormente, a

predominância do grupo Acari é evidente, sendo que sua porcentagem foi acima de 50%

para todos os pontos, exceto no 6, referente ao mês de janeiro. De acordo com

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1 2 3 5 6

Ind

ivíd

uo

s (d

m-3

)

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

0

2

4

6

8

10

12

14

16

1 2 3 5 6

Ind

ivíd

uo

s (d

m-3

)

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

38

Tousignant e Coderre (1992) e Sauter e Santos (1994) apud Barros (2008), os ácaros são

os primeiros a dominarem locais com degradação ambiental, o que justificaria os dados

obtidos, considerando a contaminação dos pontos por Pb, conforme discutido

anteriormente.

Pela a análise dos gráficos verifica-se que a presença dos diferentes grupos de

organismos variou de acordo com os meses do ano, concluindo-se que o fator climático

pode interferir na análise do risco, quando considerado este parâmetro.

Ademais, é verificado um valor inexpressivo de indivíduos do grupo Collembola

Arthropleona no ponto 5. Tal fato pode ser justificado pela reduzida cobertura vegetal e

grande volume de rejeitos na superfície, o qual pode ter se incorporado ao longo do

perfil do solo. Kummer (2008) cita também que o solo do local sofreu alta compactação

devido ao trânsito de máquinas na área durante o funcionamento da empresa. Atrelado a

isso, conforme Christiansen (1964), Kaiser et al. (1991) e Sauter (2001) apud Kummer

(2008), a mesofauna edáfica é altamente sensível à compactação do solo, podendo-se

concluir que esta elevada compactação do solo pode ter sido a causa da baixa densidade

de Collembola Arthropleona. Este seria um outro fator a ser ponderado na análise do

risco.

Os gráficos apresentados mostram que o grupo Formicidae esteve em maior

quantidade nos pontos 1, 2, 3 e 6, concluindo-se que as condições ambientais do ponto 5

não favoreceram o desenvolvimento de tal grupo de indivíduos. Kummer (2008) relata

as condições físicas desfavoráveis serem a causa do problema.

No caso do grupo Pauropoda, verificou-se um valor significantemente elevado

na amostra do ponto 5 coletada em janeiro. Segundo Kummer (2008), isto pode ter sido

decorrente de uma coleta ao acaso de colônias desses animais.

39

Kummer (2008) analisa também o alto número de aracanídeos, principalmente

no mês de setembro. A autora aponta para a possibilidade da maior quantidade

biodisponível de Pb ter favorecido o crescimento destes organismos, devido à redução

de organismos competidores no compartimento do solo.

Aplicando-se os dados ecológicos apresentados (Tabela 5) na sequência de

cálculos de risco detalhada anteriormente (item 4.5), obtiveram-se os valores de risco

apresentados na Tabela 12, com a classificação de acordo com o seu nível de risco, e na

Figura 19.

Tabela 12. Valores de risco da linha de evidência ecológica, referente à mesofauna, calculado para

cada ponto de coleta referente aos meses de setembro e de janeiro

Figura 19. Risco da linha de evidência ecológica referente à comunidade de mesofauna

Primeiramente, quanto aos resultados das amostras coletadas em setembro de

2007, os valores de risco, na ordem decrescente, foram de 0,776, 0,762, 0,607 e 0,499,

setembro janeiro

1 - - Legenda:

2 0,762 0,853 Risco alto (0,700 - 1,000)

3 0,776 0,686 Risco moderado (0,500 - 0,700)

5 0,607 0,809 Risco baixo (0,200 - 0,500)

6 0,499 0,683 Sem risco (0,000 - 0,200)

PontosValores de Risco

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

40

pertencentes, respectivamente aos pontos: 3, 2, 5 e 6, o que aponta que o nível de risco

de cada ponto é alto nos pontos 3 e 2; moderado para o ponto 5 e baixo para o ponto 6.

Já no caso da coleta de janeiro de 2008, os valores de risco, na ordem

decrescente, foram: 0,853, 0,809, 0,686 e 0,683, números referentes aos pontos 2, 5, 3 e

6, respectivamente. Portanto, os pontos 3 e 2 apresentam níveis de risco alto, enquanto

que os pontos 3 e 6 apresentam níveis moderado.

Pode-se observar que os resultados obtidos em ambos os cenários foram

significantemente diferentes. Em comparação com o mês de setembro, os números

referentes ao mês de janeiro apresentaram valores maiores, com exceção do ponto 3

cujo risco era de 0,776 em setembro e que caiu para 0,686 no mês de janeiro. Este dado

pode indicar que o período chuvoso pode afetar mais os organismos terrestres,

aumentando o risco.

Além disso, é possível notar que, em alguns pontos, a variação do risco foi maior

que em outros pontos. Nos pontos 5 e 6, o resultado variou de 0,202 e de 0,185,

respectivamente. Enquanto que nos pontos 2 e 3, as variações foram de 0,091 e de

0,089, respectivamente. Para estes últimos pontos, considera-se que as variações

climáticas não afetaram de forma significativa o cálculo do risco, considerando a linha

de evidência ecológica.

No entanto, avaliando todas as informações coletadas, pode-se dizer que o fator

climático é relevante na sobrevivência dos diferentes grupos de organismos,

influenciando consequentemente no valor do risco ecológico calculado. Destaca-se,

ainda, que o efeito do clima sobre os organismos varia de acordo com o grupo em que

estes pertencem.

41

De modo geral, comparando-se os riscos calculados para a linha de evidência

ecológica (mesoufauna do solo) com aqueles obtidos anteriormente considerando-se a

linha de evidência química, pode-se dizer que os resultados foram semelhantes.

Microrganismos

Os dados referentes aos microrganismos obtidos no trabalho de Barros (2008)

foram colocados em gráficos (Figuras 20 a 22), a fim de se comparar os valores nos

diferentes pontos e em diferentes épocas de coleta.

Figura 20. Número de bactérias totais (BT) em UFC/g para os meses de coleta de setembro de 2007

e de janeiro de 2008.

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

1 2 3 5 6

BT

(10

5 .U

FC.g

-1)

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

42

Figura 21. Número de bactérias totais esporuláveis (BTESP) em UFC/g para os meses de coleta de

setembro de 2007 e de janeiro de 2008.

Figura 22. Número de fungos (FGS) em UFC/g para os meses de coleta de setembro de 2007 e de

janeiro de 2008.

Primeiramente, nota-se que o número de bactérias totais é maior dentre os três

tipos de microrganismos estudados. Além disso, é evidente que, no mês de janeiro, o

número de microrganismos é maior em relação a setembro. Barros (2008) relata que

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

1 2 3 5 6

BTE

SP (

10

4.U

FC.g

-1)

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

1 2 3 5 6

FGS

(10

4.U

FC.g

-1)

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

43

este tipo de comportamento é decorrente da maior temperatura e precipitação nesta

época do ano.

A autora diz que, no inverno, torna-se mais evidente o estresse sobre os

microrganismos pela presença do contaminante. Este fato pode ser verificado nos

pontos 2 e 3, os quais não mostram diferenças expressivas quanto aos números de

mircrorganismos em relação ao ponto de referência (ponto 1).

Outro ponto citado pela Barros (2008) é o resultado verificado no ponto 3. Como

foi analisado anteriormente no item 5.2.1, este local apresenta uma alta concentração de

Pb. No entanto, mesmo com esta característica, o mesmo apresentou um número

intermediário de população microbiana. A autora afirma que esta situação pode ser

justificada pelas características favoráveis (BARROS et al., 2011), principalmente pelos

altas concentrações de K+ e P, os quais podem ter estimulado o crescimento dos

microrganismos.

Baseando-se nos dados fornecidos pela Barros (2008), foram calculados os

riscos ecológicos para cada ponto de coleta nas duas épocas de coleta. Os valores de

risco resultante, bem como as suas respectivas classificações quanto ao nível de risco

são apresentados na Tabela 13 e na Figura 23.

Tabela 13. Valores de risco ecológico referente aos microrganismos

Setembro Janeiro

1 - - Legenda:

2 0,27 0,25 Risco alto (0,700 - 1,000)

3 0,56 0,39 Risco moderado (0,500 - 0,700)

5 0,55 0,76 Risco baixo (0,200 - 0,500)

6 0,81 0,5 Sem risco (0,000 - 0,200)


44

Figura 23. Risco ecológico referente aos microrganismos nos meses de setembro e de janeiro

Verifica-se pelo cálculo do risco que o ponto 6, apesar de ter apresentado o

menor risco tanto na linha de evidência química, quanto na análise da mesofauna,

apresentou o maior risco ecológico no caso do estudo dos microrganismos. Esta

situação pode ser decorrente das características químicas desfavoráveis (mencionadas

anteriormente) do local, quando comparado aos outros pontos de coleta.

Como havia sido observado, o ponto 3 apresentou um valor de risco

intermediário, já que na análise prévia foi observado que o número de microrganismos

neste ponto era intermediário em relação aos outros pontos.

Outro aspecto observado com o cálculo dos riscos é que, por meio desta técnica

foi possível amenizar a diferença discrepante entre os resultados obtidos nos meses de

janeiro e de setembro. Assim, facilita a compreensão de que, apesar do número de

organismos ter sido maior na época de chuva e de alta temperatura, o valor do risco em

geral permaneceu o mesmo em ambos os casos.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

45

5.2.3 Integração do risco

Obtidos os riscos de todas as linhas de evidência, os resultados finais foram

integrados de maneira a se obter um valor de risco final que englobasse todos os

parâmetros em estudo.

Para tanto, primeiramente foi calculado o risco integrado da linha de evidência

ecológica referentes aos dois parâmetros em estudo: a mesofauna e os microrganismos

(Tabela 14). Só então os riscos de diferentes linhas de evidência (química e ecológica)

foram integrados.

Tabela 14. Risco integrado para os dois parâmetros da linha de evidência ecológica

Os resultados obtidos por meio da integração dos dois parâmetros da linha de

evidência ecológica mostraram-se bastante suscetíveis ao fator climático, pois

apresentaram grande variação de acordo com o mês de coleta.

Aplicando-se os passos descritos no item 4.2.3, obtiveram-se os resultados

apresentados na Tabela 15. Com base nestes valores, foram traçados os gráficos

indicando o risco para diferentes pontos de coleta e diferente épocas do ano,

considerando diferentes valores de referência para o cálculo da linha de evidência

química (Figuras 24 a 27).

Setembro Janeiro

1 0 0 Legenda:

2 0,582 0,135 Risco alto (0,700 - 1,000)

3 0,684 0,561 Risco moderado (0,500 - 0,700)

5 0,581 0,786 Risco baixo (0,200 - 0,500)

6 0,692 0,604 Sem risco (0,000 - 0,200)


46

Tabela 15. Valores do risco integrado para cada ponto de amostragem(1)

Pontos

Valores de Risco

VR1 VR2 VR3 VR4

Setembro Janeiro Setembro Janeiro Setembro Janeiro Setembro Janeiro

1 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

2 0,773 0,674 0,754 0,646 0,734 0,618 0,664 0,516

3 0,899 0,882 0,889 0,869 0,878 0,856 0,810 0,810

5 0,881 0,915 0,869 0,906 0,857 0,898 0,810 0,864

6 0,553 0,493 0,539 0,476 0,526 0,463 0,494 0,426 (1)Valores de risco integrado calculados a partir de: VRI1 – Valor de referência para prevenção do solo;

VRI2 – Valor de referência de investigação para solo de uso agrícola; VR3 – Valor de referência de

investigação para solo de uso residencial e VR4 – Valor de referência de investigação para solo de uso

industrial.

Figura 24. Risco integrado calculado para a contaminação por chumbo nos diferentes pontos de

coleta realizada em setembro e janeiro, baseando-se nos valores de referência para solo (VR1 = 72

mg/kg), de acordo com a Resolução CONAMA 420/2009.

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

47







0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

48




Analisando primeiramente de forma geral todos os riscos obtidos para os

diferentes cenários, nota-se que todos eles tiveram um comportamento semelhante.

Quanto à comparação entre os riscos obtidos para os diferentes meses também foi

pequena a diferença.

Como era esperado, com base nas análises prévias de cada linha de evidência, o

ponto 6 apresentou o menor valor de risco em todos os casos. Na maioria dos cenários

estudados este ponto apresentou valores de risco menor que 0,5 – 0,493; 0,476; 0,463;

0,494; 0,426 – podendo-se concluir que, este ponto apresenta nível de risco baixo.

Já, em relação aos valores mais elevados, destacam-se os pontos 3 e 5. Como foi

citado anteriormente, o ponto 3 situa-se em uma área muito próxima à antiga fábrica e

com baixa altitude, sendo um local suscetível à deposição das partículas emitidas pela

fábrica. Quanto ao ponto 5, na descrição do local (Error! Reference source not found.)

verifica-se que este foi um local onde houve deposição de grande volume de rejeitos

gerados pela Plumbum S/A.

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1 2 3 5 6

Ris

co

Pontos de coleta

Setembro Janeiro

49

É possível verificar também, mesmo que de forma sutil, uma diminuição do

valor de risco ao longo do aumento do valor de referência em relação ao uso futuro do

solo recomendado pela resolução CONAMA 420/2009. Esta alteração é justificável,

uma vez que ao aumentar o valor de referência, tornam-se aceitáveis concentrações

mais altas do contaminante (de uso agrícola até o uso industrial).

5.3 Caracterização do rico

As pesquisas as quais foram utilizadas como bases para o presente estudo

(BARROS, 2008; KUMMER, 2008) foram realizadas em pontos de coleta coincidentes.

Assim, embora as amostras tenham sido coletadas em diferentes profundidades (0 – 5

cm e 0 – 10 cm), foi possível a análise conjunta dos dados químicos e ecológicos.

Os dados químicos apresentados no trabalho de Kummer (2008) apontaram bem

o cenário de contaminação do local, por meio da concentração de Pb encontrada no

solo. As características químicas do solo se correlacionaram com a forma de

contaminação da área, mostrando serem dados consistentes.

Já os dados ecológicos (abundância de mesofauna e de microrganismos)

apresentaram alta variação de acordo com os meses de coleta, interferindo na análise da

real situação da contaminação do local. Considera-se que é possível que os fatores

ambientais tenham interferido até mais que a presença do contaminante, na presença dos

diferentes grupos de organismos analisados.

Em relação à análise de exposição, embora tenha sido considerada no presente

estudo apenas como um exemplo, tendo em vista a falta de outros dados, considera-se

que a mesma sofreu interferência por terem sido avaliadas as concentrações de Pb

presentes em diferentes tipos de plantas nativas por ponto de coleta. Como a absorção é

50

diferente para cada espécie vegetal, considera-se que isto possa interferir nos resultados.

Ideal seria que uma mesma espécie, ou espécies, fosse coletada nos diferentes pontos.

Apesar desses pontos de observação, após a integração de todos os dados obtidos

para cada linha de evidência, obtiveram-se resultados semelhantes para cada cenário

considerado. Pode-se dizer, portanto, que a integração dos riscos foi uma ferramenta

que facilitou a avaliação holística sobre a situação da contaminação local.

Desta forma, conforme a Tabela 16 apresentada a seguir, foi possível fazer uma

caracterização do risco para os diferentes pontos, e considerando-se diferentes usos

futuros do solo. Para a maior parte da área analisada, os níveis de riscos estão entre

moderado a alto, para os diferentes cenários analisados.

Tabela 16. Escalonamento do risco ecológico em função dos valores de referência do uso futuro do

solo (CONAMA 420, 2009)

6. CONIDERAÇÕES FINAIS

A Análise de Risco Ecológico (ARE) é um processo de coleta, organização e

análise de dados ambientais, que visa estimar a probabilidade de um efeito ecológico

adverso ocorrer na área devido à exposição a um ou mais estressores (JENSEN e

MESMAN, 2006; USEPA, 1992).

Setembro Janeiro Setembro Janeiro Setembro Janeiro Setembro Janeiro

1 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

2 0,773 0,674 0,754 0,646 0,734 0,618 0,664 0,516

3 0,899 0,882 0,889 0,869 0,878 0,856 0,810 0,810

5 0,881 0,915 0,869 0,906 0,857 0,898 0,810 0,864

6 0,553 0,493 0,539 0,476 0,526 0,463 0,494 0,426

Risco alto (0,700 - 1,000)

Risco moderado (0,500 - 0,700)

Risco baixo (0,200 - 0,500)

Sem risco (0,000 - 0,200)

Pontos

Valores de Risco

Prevenção do solo Uso agrícola Uso residencial Uso industrial

51

O presente trabalho teve como proposta realizar a ARE, com base em dados de

pesquisas realizadas anteriormente na região, para uma área do município de

Adrianópolis (PR) contaminada por metais pesados devido à intensa atividade de

mineração a qual foi submetido por um longo período no passado. Nesta análise, teve-se

como foco o compartimento solo e o contaminante Pb.

Em relação à caracterização físico-química, o trabalho utilizado como base foi o

da Kummer (2008). Esta pesquisa mostrou que as amostras de solo coletadas na área de

estudo apresentam elevadas concentrações de Pb, o que indica um alto risco aos

ecossistemas locais, o qual foi corroborado pelos resultados obtidos pela análise de risco

ecológico para a linha de evidência química.

Os resultados obtidos pelos cálculos de risco para a linha de evidência química

apontaram um alto valor de risco na maioria dos pontos de estudo – somente os pontos

de referência (1) e o ponto 6 apresentaram valores de risco menor que 0,5 – sem risco.

Quanto à linha de evidência ecológica, os dados da mesofauna edáfica do estudo

de Barros (2008) foram utilizados para o cálculo de uma das linhas de evidência

ecológica. Consideraram-se, para tanto, os dados das coletas realizadas em setembro de

2007 e janeiro de 2008. Os resultados obtidos variaram significativamente para ambos

os casos, mostrando-se a necessidade de se considerar outras linhas de evidência, a fim

de se gerar resultados mais confiáveis que fossem menos influenciados pelos fatores

climáticos. Outro procedimento importante que poderia ajustar melhor os resultados

desta linha de evidência seria a atribuição de pesos diferentes para cada grupo, de

acordo com a sua manifestação em cada época de coleta, e para o nível de diversidade

dos grupos encontrados nas amostras, o qual indica melhores condições naturais do

local.

52

Além deste parâmetro, foi considerada na linha de evidência ecológica a

abundância de microrganismos. Também neste caso, a influência do fator climático foi

significante. Os riscos calculados apresentaram maiores valores para o local 6 (0,811

para o mês de setembro e 0,505 para o mês de janeiro), contrariamente ao que foi obtido

em relação ao estudo de outros parâmetros (linha de evidência química e de linha de

evidência ecológica - mesofauna do solo). De acordo com Barros (2008), este fato pode

ser decorrente das características químicas desfavoráveis do solo que podem ter

prejudicado o desenvolvimento dos microrganismos.

Pela análise das linhas de evidência ecológica, foi possível verificar que o

cálculo do risco pode sofrer interferência de outros fatores que não o contaminante (no

caso, a concentração de Pb).

Por fim, com os valores de risco gerados pela integração das diferentes linhas de

evidência, para os diferentes cenários de uso futuro do solo e as épocas de coleta e

apesar das grandes divergências entre os resultados isolados obtidos em cada linha de

evidência, foi possível classificar diferentes áreas da região de acordo com o seu risco,

tendo sido observado a predominância do nível de risco moderado a alto no local.

7. CONCLUSÕES

A ARE realizada com os dados disponíveis permitiu concluir que a área da

mineradora e da fábrica da Plumbum, em Adrianópilos, PR, bem como seu entorno,

apresenta riscos ecológicos de moderado a alto.

Os pontos 3 e 5 são os locais com os maiores valores de risco – com valores

variando de 0,810 a 0,899 no local 3 e de 0,810 a 0,915 no local 5. O ponto 3 é

localizado próximo à antiga fábrica e, portanto, este ficou exposto à contaminação por

53

materiais particulados emitidos pela Plumbum S/A. Em relação ao ponto 5, este foi um

local em que foi encontrado grande ocorrência de rejeitos na superfície do solo,

apresentando alto nível de contaminação.

O ponto 6, embora próximo à fábrica, apresentou o menor risco, variando de

0,426 a 0,553 – nível de risco de baixo a moderado. Este ponto está situado em uma

altitude maior em relação ao ponto 3, localizado também próximo à antiga empresa. Tal

fato pode ter dificultado a deposição de materiais particulados emitidos pela Plumbum.

De todos os pontos avaliados, somente um apresentou nível de risco baixo a moderado.

Conclui-se, portanto, que a contaminação da área em estudo ainda permanece em nível

alto mesmo após anos de encerramento das atividades de mineração e ações para a

mitigação de riscos aos ecossistemas e à saúde humana devem ser pensadas e adotadas.

Além disso, a integração de diferentes linhas de evidência, incluindo dados

ecológicos, mostrou-se importante na análise do risco.

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57

ANEXO

58

Materiais e métodos do trabalho de Kummer (2008)

Kummer (2008) selecionou 29 pontos, priorizando as áreas que considerou com

maior nível de antropização. Nestes pontos, foram realizadas coletas de solo nas

camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm de profundidade, totalizando 87 amostras. Estas

foram secas ao ar e posteriormente peneiradas com malha de 2 mm, a fim de se obter a

Terra Fina Seca ao Ar (TFSA).

Para a análises químicas, foram determinados o pH em água, de acordo com a

Embrapa (1997) e Ufpr (2003). Já a análise granulométrica foi feita com base no

método da pipeta (EMBAPA, 1997, apud, KUMMER, 2008).

Para a determinação das concentrações de diferentes metais, dos quais no

presente estudo será considerado apenas o Pb, as amostras foram submetidas à

espectrometria de absorção atômica. Este procedimento foi feito após a digestão da

amostra em forno de microondas com mistura de HNO3 e HCl na proporção de 3:1, de

acordo com a metodologia SW 846-3051A (KUMMER, 2008).

Materiais e métodos do trabalho de Barros (2008)

Para o estudo da mesofauna edáfica, amostras de solo foram coletadas à

profundidade de 0 a 5 cm e em uma área de 3 x 3 m de quadrante (Barros, 2008). As

amostras foram submetidas ao processo de extração, por meio de funis de Berleze. Para

tanto, a autora realizou amostragens com 20 repetições por ponto de coleta, em 4 épocas

distintas, totalizando em 400 amostras. Vale ressaltar também que foram considerados

neste estudo somente os dados coletados nos meses de setembro de 2007 e de janeiro de

2008.

No processo de extração em funil de Berleze, as amostras são expostas à luz de

lâmpadas incandescentes ao longo de sete dias, a fim de gerar aquecimento e a

consequente diminuição da umidade das amostras de solo. Como consequência disso,

59

ocorre a migração dos organismos no sentido contrário à luz, possibilitando-se a coleta

dos mesmos em frascos plásticos contendo conservante (70% de álcool etílico, 28% de

água, 1% de formol e 1% de glicerina).

Os organismos coletados passam então pelo processo de triagem, identificação e

separação, com o auxílio de lupa. Considerando o volume de solo colocado nos funis, é

possível expressar o número de organismos encontrados de cada grupo em termos do

volume de solo (dm³).

Já para a análise da atividade microbiana, Barros (2008) procedeu à contagem de

bactérias totais, esporuláveis e de fungos. Utilizou, para tal fim, o método da inoculação

de suspensões diluídas de solo em meios de culturas específicas, com a finalidade de se

contabilizar os organismos pelo número de unidades formadoras de colônia (UFC).

Para esta contagem, foram preparadas soluções contendo a amostra de solo e

solução tampão de fosfato para diluições decimais de 10-2, 10-3 e 10-4. Para cada

diluição foi coletada 0,1 mL da amostra e esta foi inoculada em uma placa de petri por

meio do espalhamento com alça de Drigalsky. A placa foi incubada a uma temperatura

de 25 ± 2 °C e após 5 dias foi realizada uma contagem e após 10 dias de incubação foi

realizada outra contagem. O valor total da contagem correspondeu à soma das duas

contagens. Esta análise foi realizada em triplicata a fim de assegurar a redução de erros

experimentais.

Para a contagem das bactérias esporuláveis, anteriormente à inoculação, as

soluções diluídas foram aquecidas a 85ºC por 15 min em banho-maria, com a finalidade

de se eliminar qualquer tipo de bactérias em forma vegetativa, restando nas amostras

apenas as que são capazes de formar esporos (FRIGHETTO; VALARINI, 2000, apud,

BARROS, 2008).

60

De acordo com Barros (2008), a contagem total das bactérias totais e

esporuláveis, bem como os fungos, foi realizada com base na fórmula sugerida por

Ribeiro e Soares (2002).

Por fim, as plantas nativas, pertencentes à família Poaceae (gramínea), utilizadas

para o estudo, foram coletadas nos mesmos 5 pontos que as amostras de solo, ao longo

das mesmas 4 épocas, totalizando em 20 amostras. Durante este processo, a parte aérea

e a raiz foram separadas e armazenadas em sacos de papel.

No laboratório, as amostras passaram pelo processo de lavagem e então foram

encaminhadas para a moagem (JONES JR. et al., 1990; EMBRAPA, 1999, apud,

BARROS, 2008).

As amostras foram posteriormente encaminhadas pelo processo de digestão

realizado com o método nítrico-perclórico (EMBRAPA, 1999, apud, BARROS, 2008).

0,5 g de amostras trituradas e secas a 60 °C por 24 h foram depositados em um tubo de

80 ml de capacidade e adicionou-se 5 mL de HNO3 concentrado. A mistura resultante

foi deixada de repouso por uma noite, a fim de se promover a digestão prévia a frio.

Após este procedimento, os tubos foram deixados em um tubo digestor a uma

temperatura de 150 °C por 45 minutos. Então estes foram resfriados por 5 minutos e em

seguida foi adicionado 2 mL de HClO4 concentrado. Na seguinte etapa, os tubos foram

reolocados no aparelho, sendo submetidos a uma temperatura de 215 °C por 2h 15min.

Depois do resfriamento, o conteúdo do tubo foi transferido para o balão de 50 mL. As

concentrações de Cu foram determinadas por ICP-AES (espectometria de emissão

atômica por plasma acoplado indutivamente).

Documents

LARISSA AYUMI MATSUI AVALIAÇÃO DE RISCO ...O município de Adrianópolis, no Vale do Ribeira, PR, como outros da região, caracterizou-se por muito tempo pela atividade de mineração,