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Título: Geoquímica do arsênio, dos elementos terras raras e dos metais pesados Cr, Zn, Ni e Pb nas plataformas continentais do Rio Doce (ES) e de Abrolhos (BA)
Autor(es): Cagnin, Renata Caiado
Orientador: Quaresma, Valéria da Silva
Data do documento: 28-Mai-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Visando conhecer os diferentes aspectos geoquímicos de um trecho da plataforma continental leste do Brasil, que compreende as plataformas continentais do Rio Doce (PCRD) e dos Abrolhos (PCA), esta tese investiga, por meio da análise do sedimento de quatro testemunhos (± 3 m), as fontes e fatores condicionantes ao enriquecimento do arsênio (As); a ocorrência dos elementos terras raras (ETRs) e sua relação com os processos deposicionais nas plataformas continentais; e o enriquecimento e background dos metais pesados de interesse ambiental Cr, Zn, Ni, Pb. O sedimento da PCRD depositado nos últimos séculos está altamente contaminado por As (FE = 15 e Igeo = 4), moderadamente contaminado por Cr, Ni, Zn e Pb (Igeo = 2) e enriquecido em ETR (FE = 5). Esse cenário é originado pela forte influência do material trazido pelo Rio Doce, que origina um padrão diferenciado de sedimentação em relação a PCA. O testemunho mais enriquecido em As, ETRs e metais pesados está presente na plataforma ao sul do Rio Doce, devido à influência atual da descarga fluvial. A PCA não está contaminada pelos metais analisados e observa-se apenas um leve enriquecimento no sedimento superficial da plataforma interna oriundo da urbanização recente na região. Propõe-se que uma das principais fontes de sedimento enriquecido pelos elementos químicos, especialmente o As, na PCRD seja o input do rio e os impactos causados pela mineração da bacia hidrográfica. O background geoquímico mostra enriquecimento natural de todos os elementos analisados em ambas as plataformas continentais. Em geral, os mesmos fatores determinam o aporte natural de As, ETR e do Cr, Zn, Ni, Pb nas plataformas continentais estudadas, onde o incremento está relacionado aos processos exógenos, a remobilização do sedimento e a ocorrência de óxidos de Fe e Mn. Uma das principais fontes naturais dos elementos químicos é Grupo Barreiras, tendo em vista a assinatura geoquímica correlata a esta formação encontrada na região de estudo. O incremento de ETR e dos metais pesados nos estrados mais profundos do testemunho ao norte do Rio Doce e na depressão de Abrolhos pode estar ligado a maior deposição de material detrítico enriquecido pela drenagem continental em período de nível do mar mais baixo. No caso da PCRD, este incremento pode ainda indicar posicionamento pretérito da desembocadura do Rio Doce para o norte. O enriquecimento do sedimento em As, Cr, Ni, Zn e Pb fracamente advorvidos fornece riscos ambientais associados a biodisponibilização desses elementos para a coluna d’água. Esta tese fornece, ainda, dados inéditos importantes sobre a geoquímica de um trecho da plataforma continental leste brasileira recentemente atingido pelo rejeito de minério do Desastre de Mariana, fazendo com que o background geoquímico presente neste trabalho seja de extrema importância para o entendimento dos reais impactos causados nessa região.
Aiming to know the different geochemical aspects of the brazilian east continental shelf, which includes the Doce River Continental Shelf (RDCS) and Abrolhos Continental Shelf (ACS), this thesis investigates, through the analysis of four sediment cores (± 3 m ), the sources and carrier phases that leads to the enrichment of arsenic (As); the occurrence of rare earth elements (ETRs) and their relationship to depositional processes; and the enrichment and background of heavy metals of potencial environmental risk Cr, Zn, Ni, Pb in both continental shelves. The PCRD sediment deposited in recent centuries is highly contaminated by As (FE = 15 and Igeo = 4), moderately contaminated with Cr, Ni, Zn and Pb (Igeo = 2) and enriched in ETR (FE = 5). This feature is due to the strong influence of the sediment brought by the Doce River, which originates a differentiated pattern of sedimentation in relation to PCA. The core most enriched in As, ETRs and heavy metals is on the south of the DRCS, due to the current influence of fluvial discharge. The PCA is not contaminated by the analyzed metals and only a slight enrichment is observed in the superficial sediment of the inner shelf (T06) that comes from the recent urbanization in the region. It is proposed that one of the main sources of sediment enriched by the chemical elements, especially As, in the PCRD is the input of the river and the impacts caused by the mining of the river basin. The geochemical background shows natural enrichment of all elements analyzed on both continental shelves. In general, the same factors determine the natural contribution of As, ETR and Cr, Zn, Ni, Pb in the continental shelves studied, where the increment is related to the exogenous processes, the remobilization of the sediment and the occurrence of Fe and Mn oxides. One of the main natural sources of the chemical elements is the Barreiras Group, due to the similar geochemical signature to this formation found in the region of study. The increase of ETR and heavy metals in the deeper samples on the north of the Doce River and in the Abrolhos depression may be related to the higher deposition of enriched detrital material due to the greater influence of the continental drainage in the period of lower sea level. In the case of PCRD, this enrichment may also indicate past positioning of the mouth of the Rio Doce to the north. Sediment enrichment in As, Cr, Ni, Zn and Pb provides environmental risks associated with the bioavailability of these elements to the water column. This thesis provides important unpublished data on the geochemistry of a stretch of the Brazilian East continental shelf recently hit by the iron ore tailings in the Mariana Disaster, making the geochemical background present in this work extremely important for the understanding of the real impacts caused in this region.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9152
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