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Trace metals in the Sado estuary and their implications on the environmental quality
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Ao longo do tempo, os estuários têm sido áreas de eleição para o estabelecimento de comunidades
humanas, nomeadamente devido à proximidade do oceano, essencial para o comércio, abastecimento de
água potável do rio, de alimentação, e uma certa estabilidade do clima ao longo do ano. Com o
desenvolvimento da agricultura e da indústria, a poluição destes ambientes tem sido uma preocupação
nas últimas décadas, levando à implementação de programas de monitorização da qualidade das várias
matrizes (água, sedimento, biota) dos estuários e zonas costeiras. Um dos contaminantes estudados são
os metais e semimetais, que estão presentes naturalmente no meio ambiente, como parte de ciclos
biogeoquímicos. No entanto, as atividades antropogénicas têm vindo a introduzir metais no meio
ambiente, alterando as suas concentrações naturais. Além disso, podem acumular-se nos sedimentos,
bioacumular na biota ou ser transportados para o oceano através das correntes.
Na segunda metade do século XX começou a surgir a necessidade de prevenir e controlar as ameaças
ambientais, através da aprovação de legislação relativa a programas de monitorização, padrões de
qualidade e programas de medidas. Em relação ao continente europeu, a Diretiva Quadro da Água
tornou-se o primeiro enquadramento legal sobre a qualidade da água nas regiões hidrográficas dos
estados membros. Foram definidos Padrões de Qualidade Ambiental por entidades europeias e nacionais
no contexto da Diretiva, para proteger as águas recetoras dos efeitos nocivos de contaminantes. No caso
dos metais, o cádmio, o mercúrio, o chumbo e o níquel foram considerados substâncias prioritárias,
sendo os dois primeiros considerados perigosos. Além do aspeto legislativo, também foram
desenvolvidos índices de poluição para auxiliar na avaliação da qualidade ambiental dos diversos
contaminantes. Existem várias abordagens para metais, desde as diretas, comparando as concentrações
com os padrões de qualidade ambiental, até às mais complexas, nas quais as concentrações de metais
são normalizadas através de concentrações de fundo ou agentes normalizadores, a fim de melhor
entender os possíveis enriquecimentos ou contaminações.
O estuário do Sado localiza-se a cerca de 40 km a sul do estuário do Tejo, pertencendo à Bacia
Hidrográfica do Sado. O estuário tem uma área total de cerca de 23560 ha, uma área alagada de cerca
de 150 km2
, e uma profundidade média de 10 m. O canal de Alcácer, apesar de ser a principal entrada
de água doce no sistema, apresenta um caudal baixo e sazonalmente variável, resultando num estuário
predominantemente influenciado pela maré. O estuário pode ser classificado como um estuário bem
misturado, com muito pouca estratificação e uma homogeneidade vertical relativamente alta, e com
circulação nos canais Norte e Sul. O fundo do estuário é dominado por areias, que tendem a ser
transportadas para a foz do estuário, resultando na necessidade de dragagens constantes para manter
uma profundidade adequada ao tráfego de navios. O estuário pode caracterizar-se pela convergência de
várias pressões, desde urbanas, industriais, agrícolas e de lazer, dragagens recorrentes devido ao acesso
ao porto, bem como interesses naturais, culturais e científicos. Para equilibrar esses componentes, o
estuário foi considerado como Reserva Natural em 1980.
Decorreram campanhas de amostragem entre 2018 e 2020, com recolha de amostras de água e
sedimentos em 7 estações na bacia central e nos canais do estuário. Foram realizadas um total de treze
campanhas para as amostras de água e três campanhas para as amostras de sedimentos. Uma quarta
campanha foi feita em 2018 para amostrar sedimentos em 35 estações ao longo do estuário e a montante
de ambos os canais, a fim de ter uma perspetiva espacial mais ampla. As concentrações de metais
dissolvidos foram analisadas para todas as amostras. Além disso, o teor de matéria orgânica e a
granulometria foram analisados em certas amostras de sedimentos. Os resultados mostraram que os
valores médios anuais e máximos admissíveis da maioria dos metais nas amostras de água não
superaram os padrões de qualidade ambiental definidos, com exceção de algumas concentrações mais
altas de cádmio, e o valor médio anual de zinco, que superou regularmente o valor médio anual de
referência. Em termos espaciais, há uma diminuição das concentrações das estações internas para as externas. Em relação às amostras de sedimentos, de 2018 a 2019 houve aumento nas concentrações de
arsénio, cobre, chumbo e zinco, principalmente numa das estações internas e noutra próxima da área
industrial. No ano de 2019 também houve uma percentagem elevada incomum de sedimentos mais finos
(silte e argila) nas duas estações mencionadas. Na campanha com as 35 estações, as amostras localizadas
a jusante do canal de Alcácer e a montante do canal da Marateca apresentaram as maiores percentagens
de matéria orgânica e sedimentos mais finos, enquanto as da bacia do estuário apresentaram as menores
percentagens. Houve concordância entre as estações com maiores percentagens de matéria orgânica e
sedimentos mais finos e com as maiores concentrações de metais.
Para avaliar a variação de longo prazo, os dados de 2018 a 2020 foram comparados com um conjunto
de dados históricos, recolhidos entre 1986 e 2010 pelo Instituto Hidrográfico. A maioria das
concentrações de metais na água diminuiu em comparação com os últimos anos do conjunto de dados
históricos (na década de 2000-2010), principalmente os de ferro, mercúrio e chumbo, à exceção do
arsénio, que se manteve estável durante o período de amostragem. Houve também uma maior
proximidade entre as concentrações das várias estações nos dados recentes em comparação com os dados
históricos. Em relação aos sedimentos, as concentrações no período 2018-2020 estabilizaram no mesmo
intervalo de valores dos últimos anos do conjunto de dados históricos, com exceção dos valores mais
elevados em 2019 mencionados anteriormente.
A partir da análise entre as concentrações de metais nos sedimentos, a granulometria e o conteúdo
orgânico, obteve-se uma correlação forte das concentrações de alguns dos metais com os sedimentos
mais finos, nomeadamente para as estações do canal de Alcácer e próximas da zona industrial. Os índices
de poluição aplicados aos resultados demonstraram que os sedimentos da estação em frente à área
industrial tiveram o pior desempenho em termos de enriquecimento e contaminação, enquanto a estação
próxima da foz do estuário e a mais abrigada no canal da Marateca tiveram um melhor desempenho.
Relativamente à campanha de 35 estações, obteve-se uma correlação positiva elevada entre as
concentrações da maioria dos metais e as percentagens de sedimentos mais finos e matéria orgânica,
com as estações a jusante do canal de Alcácer e a montante do canal da Marateca a apresentarem os
maiores enriquecimentos e contaminações. Estes locais foram estudados previamente quanto às suas
condições para aquacultura, leitos naturais e para criação de embriões e juvenis, tendo já sido registadas
algumas preocupações com o aumento das pressões antropogénicas e focos de contaminação que afetam
a fauna e a flora que habitam o estuário. Para além da contaminação industrial e histórica da exploração
mineira na Bacia Hidrográfica do Sado, foi também considerado o contributo de uma ponte no canal de
Alcácer, uma vez que a campanha de 35 estações mostra uma diferença nas concentrações de metais
antes e depois da ponte.
O presente estudo permitiu caracterizar as concentrações de metais no estuário do Sado e nos seus
dois canais principais, com várias campanhas num período de três anos. A comparação com o conjunto
de dados históricos põe em perspetiva os valores obtidos e a sua variação ao longo do tempo, num
período em que novas legislações e programas de monitorização foram implementados, visando
melhorar ou manter a qualidade do estuário e da fauna e flora que o habitam.
The importance of estuaries in the settlement of communities has contributed to the increase in pollution in these systems and to the potential degradation of their state over time. Within the scope of the AQUASADO project, 13 campaigns were carried out to collect samples from the water column and 4 campaigns to collect sediments from the Sado estuary between 2018 and 2020, with the objective of analyzing the concentrations of metals and semimetal and evaluating the environmental quality of the estuary. The results were compared with national and European legislation, quality indices and enrichment factors, taking into consideration the sediments granulometry and organic content. The stations around the Marateca industrial zone had the highest concentrations of metals and semimetal in water and sediments, as well as in the sediments downstream of the Alcácer channel. In the year of 2019 there was an increase of some metals and semimetal, particularly in front of the industrial area, that could be considered as contaminated and highly contaminated according to national legislation. Comparing with historical data (1986–2010), there has been no deterioration in environmental quality between the last years of the historic dataseries and the current data, with the range of metals and semimetal showing a relative stability. However, some hotspots in front of the industrial area and in the channels could represent a threat for the living organisms that inhabit and breed in the estuary.
The importance of estuaries in the settlement of communities has contributed to the increase in pollution in these systems and to the potential degradation of their state over time. Within the scope of the AQUASADO project, 13 campaigns were carried out to collect samples from the water column and 4 campaigns to collect sediments from the Sado estuary between 2018 and 2020, with the objective of analyzing the concentrations of metals and semimetal and evaluating the environmental quality of the estuary. The results were compared with national and European legislation, quality indices and enrichment factors, taking into consideration the sediments granulometry and organic content. The stations around the Marateca industrial zone had the highest concentrations of metals and semimetal in water and sediments, as well as in the sediments downstream of the Alcácer channel. In the year of 2019 there was an increase of some metals and semimetal, particularly in front of the industrial area, that could be considered as contaminated and highly contaminated according to national legislation. Comparing with historical data (1986–2010), there has been no deterioration in environmental quality between the last years of the historic dataseries and the current data, with the range of metals and semimetal showing a relative stability. However, some hotspots in front of the industrial area and in the channels could represent a threat for the living organisms that inhabit and breed in the estuary.
Descrição
Tese de Mestrado, Ciências do Mar, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
Palavras-chave
Metais Estuário do Sado Qualidade ambiental Água Sedimentos Teses de mestrado - 2022