Analysis of sediment quality in the Port of Rio de Janeiro channel: Considerations about collection methods indicated by Brazilian resolutions

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5380/abequa.v14i1.73438

Palavras-chave:

Dredging, Guanabara Bay, contamination, heavy metals, PAHs

Resumo

The environmental impacts caused by dredging and disposal of the removed sediment may cause direct and indirect effects on ecosystems and organisms. Therefore, dredging activities in Brazilian ports must follow the requirements of the regulations established by the national environmental council (with the Portuguese acronym CONAMA) in order to standardize the characterization of the sedimentary package of the area to be dredged. According to CONAMA Resolution 454/2012, two different sampling methods can be used: simple sampling or composite sampling. This study aims to analyze the results of both sediment sampling methods in the same area, through the analysis of the concentration of contaminants in the samples, to contribute to the discussion of the methodological choice of environmental quality monitoring that best suits the Brazilian context. For this purpose, two sediment sampling campaigns were carried out in the navigation channel of the Port of Rio de Janeiro, in Guanabara Bay (RJ). In the first and second campaigns, the simple and composite methods were employed respectively. The concentration of contaminants was analyzed considering firstly the different individualized variables and then correlation of the variables, using the principal component analysis (PCA). The simple sampling showed concentrations, in general, higher than the composite sampling. The principal component analysis indicates a correlation between metals, aromatic polycyclic hydrocarbons and total organic carbon, for both sampling methods, however, it exhibits the highest concentrations in the sample collected using the simple method. The concentrations of total nitrogen and total phosphorus showed a correlation with sedimentation related to the greater presence of fine sediments. It was found that the simple method better preserves the characteristics of the samples, thus being more compatible with the represented environment.

Biografia do Autor

Fabiane Bertoni, Universidade Federal Fluminense

Programa de Pós-Graduação em Dinamica dos Oceanos e da Terra, Departamento de Geologia e Geofísica marinha/Lagemar - Instituto de Geociências - UFF.

Thaise Senez-Mello, Universidade Federal Fluminense

Programa de Pós-Graduação em Dinâmica dos Oceanos e da Terra, Departamento de Geologia e Geofísica Marinha(Lagemar), Instituto de Geociências - Universidade Federal Fluminense

Silvio Roberto Oliveira Filho, Universidade Federal Fluminense

Departamento de Geografia - Instituto de Geociências - Universidade Federal Fluminense

Mirian Araújo Carlos Crapez, Universidade Federal Fluminense

Programa de Pós-Graduação em Dinâmica dos Oceanos e da Terra, Departamento de Geologia e Geofísica Marinha(Lagemar), Instituto de Geociências - Universidade Federal Fluminense

Estefan Monteiro Fonseca, Universidade Federal Fluminense

Programa de Pós-Graduação em Dinâmica dos Oceanos e da Terra, Departamento de Geologia e Geofísica Marinha(Lagemar), Instituto de Geociências - Universidade Federal Fluminense

Referências

ANA – AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011. Disponível em: https://capacitacao.ead.unesp.br/dspace/handle/ana/263.Acessado em: novembro de 2019.

ANGONESI, L. G.; BEMVENUTI, C. E.; GANDRA, M. S. 2006. Effects of dredged sediment disposal on the coastal marine macrobenthic assemblage in southern Brazil. Brazilian Journal of Biology, v. 66, n. 2 A, p. 413–420.

ALLOWAY, B. J.; AYRES, D. C. 1997. Chemical Principles of Environmental Pollution, Second Edition. Water, Air, and Soil Pollution, v. 102, n. 1–2, p. 216–218.

BRASIL - Ministério do Meio Ambiente. Resolução nº454 de 1 de novembro de 2012. Estabelece as diretrizes gerais e os procedimentos referenciais para o gerenciamento do material a ser dragado em águas sob jurisdição nacional." - Data da legislação: 01/11/2012 - Publicação DOU, de 08/11/2012, Seção 1, pág. 66. CONAMA. Available in: http://www2.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=693. Accessed in january 2020.

BRASIL - Ministério do Meio Ambiente. Resolução nº344 de 25 de março de 2004. Estabelece as diretrizes gerais e os procedimentos mínimos para a avaliação do material a ser dragado em águas jurisdicionais brasileiras, e dá outras providências. - Data da legislação:25/03/2004 - Publicação DOU, de 07/05/2004 págs. 56-57. CONAMA. Available in: http://www2.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=445. Accessed in january 2020

BORGES, S. R. G., 2013. Intervenções em bacias hidrográficas urbanas no Rio de Janeiro: o desvio do Rio Joana e reservatórios. Dissertação de Mestrado – Pós-Graduação em Engenharia Urbana e Ambiental. PUC-RJ, 82p.

CARREIRA, R. S.; WAGENER, A. L. R.; READMAN, J. W. 2002. Changes in the sedimentary organic carbon pool of a fertilized tropical estuary, Guanabara Bay, Brazil: An elemental, isotopic and molecular marker approach. Marine Chemistry, v. 79, n. 3–4, p. 207–227.

CATANZARO, L. F.; BATISTA NETO, J. A.; GUIMARÃES, M. S. D.; SILVA, C. G. 2004. Distinctive sedimentary processes in Guanabara Bay – SE/Brazil, based on the analysis of Echo-Character (7.0 kHz), v. 22, p. 69–83.

CCME - CANADIAN COUNCIL OF MINISTERS OF THE ENVIRONMENT. 1999. Canadian Sediment Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life – Canada. Available in: http://ceqg-rcqe.ccme.ca/download/en/226. Accessed in january 2020.

CESAR, R.; COLONESE, J.; BIDONE, E. 2015. Disposição continental de sedimentos de dragagem em solos tropicais: Avaliação do risco ecológico de metais baseada em bioensaios com organismos aquáticos e edáficos. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 20, n. 2, p. 181–189.

CHRISTENSEN, J. H.; TOMASI, G.; SCOFIELD, A. D. L.; MENICONI, M. D. F. G. 2010. A novel approach for characterization of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) pollution patterns in sediments from Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil. Environmental Pollution, v. 158, n. 10, p. 3290–3297.

COSTA, L. A. A., PESSOA, D. M. M., CARREIRA, R. S. 2018. Chemical and biological indicators of sewage river input to an urban tropical. Ecological Indicators, v. 90, n. April, p. 513–518.

DUARTE, F. T., PEIXOTO, R. S., 2012. Estudo da Influência dos Processos Sedimentológicos do Canal do Mangue no Porto do Rio de Janeiro com Auxílio da Modelagem Computacional. Engenharia Ambiental da Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 79p.

FERREIRA, M. S., MÁRCSICO, E. T., JÚNIOR, C. A. C., JÚNIOR, A. N. M., MANO, S. B., CLEMENTE, S. C. S. 2013. Contaminação por metais traço em mexilhões. Ciência Rural, v. 43, n. 6, p. 1012–1020.

FIGUEIREDO, A. G.; DE TOLEDO, M. B.; CORDEIRO, R. C. 2014. Linked variations in sediment accumulation rates and sea-level in Guanabara Bay, Brazil, over the last 6000 years. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 415, p. 83–90.

FROHLICH, M. F.; NASPOLINI, B. F.; JR., I. V. 2015. A evolução do processo de avaliação e gerenciamento de material relacionado às atividades de dragagem no Brasil: Uma análise comparativa entre as Resoluções CONAMA n° 344/04 e n° 454/12. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 20, n. 1, p. 131–140.

GODOY, J. M.; OLIVEIRA, A. V.; ALMEIDA, A. C. 2012. Guanabara bay sedimentation rates based on 210Pb dating: Reviewing the existing data and adding new data. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 23, n. 7, p. 1265–1273.

GOES FILHO, H.A., 2004. Dragagem e gestão dos sedimentos. Tese de doutorado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 162p.

IADC - INTERNATIONAL ASSOCIATION OF DREDGING COMPANIES. 2010. Dredging for development. 6th Edition, 80p.

IMO – INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION. 1972. Convention on the Prevention of Marine Pollution by Dumping of Wastes and Other Matter, Londres. Available in: http://www.imo.org/en/OurWork/Environment/LCLP/Pages/default.aspx. Accessed in january 2020.

KENNISH, M. J., 1994, Practical Handbook of Marine Science. 3rd ed. New York, John Wiley & Son. 876p.

KENNISH M. J., 1996. Practical Handbook of Estuarine and Marine Pollution. Boca Raton, Florida: CRC Marine Science Series, 544p.

LEMES, M. J. L.; FIGUEIREDO FILHO, P. M.; PIRES, M. A. F., 2003. Influência da mineralogia dos sedimentos das bacias hidrográficas dos rios Mogi-Guaçu e Pardo na composição química das águas de abastecimento público. Química Nova, v. 26, n. 1, p. 13–20.

MORAES, G. M.; MORTATTI, J.; LOPES, R. A. 2011. Utilização de diferentes critérios para avaliação do potencial de biodisponibilidade de metais pesados em sedimentos de fundo do alto Tietê (São Paulo). Revista Brasileira de Geociências, v. 41, n. 3, p. 463–471.

PERIN, G.; FABRIS, R.; MANENTE, S.; et al. 1997. A five-year study on the heavy-metal pollution of Guanabara Bay sediments (Rio de Janeiro, Brazil) and evaluation of the metal bioavailability by means of geochemical speciation. Water Research, v. 31, n. 12, p. 3017–3028.

REID, M. K, SPENCER, K. L., 2009. Use of principal components analysis (PCA) on estuarine sediment datasets: The effect of data pre-treatment. Environmental Pollution 157, 2275–2281.

RESENDE, L. L. 2012. Monitoramento de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos e n-alcanos em amostras de água e tecidos de peixe da Baía de Guanabara- RJ. In: Relatório do Laboratório de Estudos Marinhos e Ambientais PUC, Rio de Janeiro, 33p.

REZENDE, O. M. A., 2018. Quantitativa da Resiliência a Inundações para o Planejamento Urbano: Caso da Bacia do Canal do Mangue no Rio de Janeiro. Tese de Doutorado, Pós-Graduação em Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 260p.

SABINO, C. V. S.; LAGE, L. V.; DE BRITO ALMEIDA, K. C. 2014. Use of robust statistical methods to analyze environmental data. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 19, p. 87–94.

SALOMONS, W.; FORSTNER, U. 1984. Metals in the hydrocycle. Berlin: Springer-Verlag, 349p.

SENEZ-MELLO, T. M.; CRAPEZ, M. A. C.; RAMOS E SILVA, C. A.; SILVA, E. T.; FONSECA, E. M. 2020. Heavy metals bioconcentration in Crassostrea rhizophorae: A site-to-site transplant experiment at the Potengi estuary, Rio Grande do Norte, Brazil. Scientific Reports, v. 10, n. 1, p. 246.

SILVEIRA, A. E. F.; NASCIMENTO, J. R.; SABADINI-SANTOS, E.; BIDONE, E. D. 2017. Screening-level risk assessment applied to dredging of polluted sediments from Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil. Marine Pollution Bulletin, v. 118, n. 1–2, p. 368–375.

SMITH, B. J.; AUGUSTA, M. 2005. Fontes E Transporte De Metais Pesados Para Enseada De Jurujuba (Baia De Guanabara) RJ - Brasil. Revista Tamoios, v. 1, n. 2, p. 11–21.

SOARES-GOMES, A.; DA GAMA, B. A. P.; BAPTISTA NETO, J. A. 2016. An environmental overview of Guanabara Bay, Rio de Janeiro. Regional Studies in Marine Science, v. 8, p. 319–330.

TIBCO SOFTWARE INC. TIBCO Statistica.

TERNES, C. F., DIAS, G. T. M., DIAS, M. S., 2019. Geohabitats characterization in areas of dredge sediment disposals on Rio de Janeiro continental shelf, adjacent to Guanabara Bay: Brazil. Geo-Marine Letters.

U.S. EPA., 2001. Methods for Collection, Storage and Manipulation of Sediment for chemical and toxicological analyses: Technical Manual. n. October. Available in: https://www.epa.gov/ocean-dumping/methods-collection-storage-and-manipulation-sediments-chemical-and-toxicological. Accessed in january 2020.

ZAR, J. H. 2010. Biostatistical Analysis. 5th ed. New Jersey, 944p.

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Publicado

2023-10-08

Como Citar

Bertoni, F., Senez-Mello, T., Oliveira Filho, S. R., Crapez, M. A. C., & Fonseca, E. M. (2023). Analysis of sediment quality in the Port of Rio de Janeiro channel: Considerations about collection methods indicated by Brazilian resolutions. Quaternary and Environmental Geosciences, 14(1). https://doi.org/10.5380/abequa.v14i1.73438

Edição

Seção

Erosão, vulnerabilidade e obras costeiras