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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA

 

 

PROCESSOS DE URBANIZAÇÃO E IMPACTOS AMBIENTAIS AO LONGO DOS RIOS BOMBA E IMBUASSU - SG/RJ


 


Gustavo Wagner de Souza;
Graziane Francini Pereira Pinto;
Reginaldo Palma;
&
Jose Antonio Baptista Neto.

 

 

Departamento de Geografia – Faculdade de Formação de Professores/Universidade do Estado do Rio de Janeiro – São Gonçalo/RJ




Eixo 3:Aplicações da Geografia Física à Pesquisa
Sub-eixo 3.4: Aplicações Temáticas em Estudos de Casos

 

 

 

 

Introdução
O processo de sedimentação tem sido apontado como uma ferramenta importante para o manejo de sistemas fluviais nos centros urbanos, uma vez que os sedimentos encontrados nos rios servem como indicadores das características ambientais de uma bacia hidrográfica a ser analisada, sendo desta forma, reservatórios para poluentes.
O impacto das atividades relacionadas ao uso do solo no fornecimento de sedimentos e nos processos fluviais tem sido bem documentado na literatura. Nas áreas tropicais vários estudos já foram feitos dando uma importância no processo de urbanização como um dos mais importantes impactos no sistema fluvial. Desta forma deve-se chamar a atenção para a falta de informação sobre estes impactos, onde a bacia de drenagem encontra-se na região costeira.
Segundo Baptista Neto (1996) um dos principais efeitos negativos do processo de industrialização é decorrente da descarga de metais pesados no meio ambiente e atualmente, é bem aceito que o estudo da distribuição de metais pesados nos sedimentos associados é uma importante ferramenta no monitoramento do input deste tipo de poluição (Förstner & Wittmann, 1983). Eles são elementos que na tabela periódica apresentam densidades superiores à 6g/cm-3 (Davies, 1980), embora densidades menores e outras propriedades são comumentes tomadas como parâmetros para distinguir metais pesados de outros elementos da tabela periódica (ex. Förstner & Wittmann, 1983; Fergusson, 1990). Os metais pesados podem ser introduzidos no ambiente como resultado do intemperismo natural, processos de erosão e transporte, assim como por uma grande variedade de atividades antropôgenica (Foster & Charlesworth, 1996).
Os elementos podem ser divididos em dois grupos; Fe, Mn, K, Ca, Mg. Que ocorrem naturalmente com concentrações modestas em muitos ambientes, e Zn, Cu, Ni, Pb e Cr, que são normalmente elementos traços na natureza, mas também um subproduto de atividades antropogênicas (Bricker, 1993). O enriquecimento de elementos, como Zn, Cr, Cu, Pb e Ni é geralmente indicativo de desenvolvimento urbano.
A Baía de Guanabara, é considerada um dos ambientes mais degradados do litoral brasileiro, especialmente no que se refere à contaminação por metais pesados (Rebello et al., 1986; Baptista Neto et al. 1999; Baptista Neto et al. 2000). No entanto, existe uma grande necessidade de se acessar as principais fontes de poluição para a Baía de Guanabara.
Os efluentes domésticos provavelmente constituem-se na maior fonte pontual de elevadas concentrações de metais pesados para rios e estuários. Na cidade de Nova York, por exemplo, Klein et al. (1974) demostrou que os efluentes domésticos são as principais fontes de Cu, Zn e Cd. A presença de detergente nos efluentes domésticos é também uma importante fonte de metais pesados. Angino et al. (1970) encontrou quantidades traços de alguns elementos, Fe, Mn, Cr, Cd, Zn, Sr e B, nas enzimas dos detergentes.
Förstner & Wittmann (1983) chamam atenção para os excrementos humanos e dos animais que segundo estes autores contém metais pesados. Na bacia de drenagem da Baía de Guanabara os efluentes domésticos são descarregado diretamente no rio ou mesmo na Baía. Sendo que somente 25% do esgoto que entra na baía é tratado.
Além do esgoto os rio dos municípios de São Gonçalo e Niterói tem sido os receptores também dos sedimentos do escoamento superficial urbano, que de acordo com Smith & Orford (1989), altas concentrações de metais pesados, matéria orgânica e hidrocarbonetos tem sido reportados em sedimentos de escoamento superficial urbanos, de muitas cidades (ex. Ellis, 1979; Pope, 1980; Watts & Smith, 1994; Chon et al., 1995; Baptista Neto et al., 1999; McAllister et al., 2000). Juntamente com o sistema de esgoto, o escoamento superficial de áreas urbanas tem sido apontado como uma das principais fontes de metais pesados para os sistemas fluviais e costeiro (ex. Odun & Drifmeyer, 1978; Lacerda et al., 1982; Watts & Smith, 1994).
Dentro deste contexto, é objetivo deste trabalho, buscar um maior conhecimento das concentrações de metais pesados nos sedimentos de fundo dos Rio Imboassu e Bomba, que são os rios mais urbanizados do Município de São Gonçalo. Buscando um melhor conhecimento das características dos seus sedimentos e buscando também o entendimento das fontes de metais pesados para a Baía de Guanabara.

Características ambientais da área
O Município de São Gonçalo está situado na Zona da Baixada Fluminense do Estado do Rio de Janeiro (Região Metropolitana do Rio de Janeiro), entre as coordenadas 22º 49 `30” de e 43º 02` 80”, e ocupa uma área de 228 km2. São Gonçalo está situado na porção leste da Baía de Guanabara e possui limites territoriais com outros municípios vizinhos, sendo que ao norte e a leste faz divisa com o município de Itaboraí, ao sul, com os municípios de Niterói e Marica e, a oeste com a Baía de Guanabara. Ao longo de seu litoral, encontram-se algumas ilhas como a do Carvalho, Ananás, das Flores (base da Marinha), do Engenho, do Tavares e Itaóca.
O clima do município é influenciado pela localização, afastado do Oceano Atlântico por aproximadamente 25 km e tendo ao Norte a Serra do Mar, situado a 1000 metros de altitude, e pela presença de uma extensa área de mangue no seu litoral. No verão o seu clima é afetado pela massa Equatorial Continental e, ao longo do ano pela Massa Tropical Atlântica, ocorrendo esporádicas entradas de massas de ar frio provenientes do sul. Ocorrem também no Verão chuvas de convecção, com duração variada, e responsáveis por enchentes em algumas localidades.
Quanto ao seu relevo, o município apresenta morros isolados, planícies flúvio-marinhas e superfícies coluvionares. O limite de São Gonçalo em relação ao relevo se dá ao sul com Marica, tendo a Serra da Tiririca (340m de altitude) e pela Serra da Cassorotiba (502 m de altitude), ambas com seu ponto culminante no município, e a Serra de Calaboca. Já na divisa com Niterói, os morros serviram como fonte alternativa de ocupação, tendo toda sua vegetação devastada. Ainda no Município destacam-se os morros do Castro (300m), do Mineiro (191m), o da Vista Alegre (185m), ainda pouco habitados, e quase completamente ocupados os morros da Cruz (114m) e o Patronato (117m). Ao norte encontram-se planícies flúvios-marinhas, cobertas originalmente por vegetação de manguezal e parcialmente consideradas áreas de proteção ambiental (APA de Guapimirim), e fazem divisa com Itaboraí.
O território de São Gonçalo é drenado pelas bacias dos rios Alcântara, Aldeia, Imboassú e Bomba.
O Rio Imboassú se localiza a leste do município de São Gonçalo no distrito sede do próprio município, este rio nasce no bairro do Engenho Pequeno, entre os morros do Mineiro e Vista Alegre. Em seu curso ao cruzar a estrada do Engenho Pequeno o Rio Imboassú percorre vários bairros (SIQUEIRA; 1999).
No bairro Boassú o rio recebe influência de um afluente e no bairro Porto da Rosa recebe mais dois afluentes. Observa-se que após todo este percurso este rio se encontra com o rio Salgueiro e acaba desaguando na Baía de Guanabara próximo a ilha de Itaóca (SIQUEIRA; 1999).
O rio Imboassú e seus afluentes sofreram e sofrem alterações que foram se intensificando com o passar dos anos. No início era em conseqüência de uso agrícola na produção de laranja e posteriormente num mal planejado urbano provenientes das modificações feitas no padrão de escoamento do Rio Imboassú e em seu próprio tamanho, além de graves problemas de infra – estrutura.
A bacia fluvial que o rio Imboassú se encontra é uma baixada. Sendo um terreno de deposições flúvio- marinhas, esta área por possuir tais características facilitou a ocupação populacional. É uma área que em períodos de alta pluviosidade favorecem a cheias atingindo a população que vive em áreas inadequadas.
Em virtude da ocupação local inadequada sem um planejamento do uso da área para a agricultura, como por exemplo a larga plantação de laranja que esta região possuía no passado, o rio Imboassú sofreu com um processo de larga devastação da sub-bacia de drenagem nos morros mais baixos e na região de baixada (SIQUEIRA; 1999).
Além do desmatamento das regiões próximas ao rio, o despejo de lixo e esgoto In Natura contribui para a degradação de tal ambiente fluvial.
O rio Bomba (o antigo rio Barreto), tem sua nascente no morro do Castro ao sul de São Gonçalo e ao norte de Niterói, e tem a sua foz localizada a leste da Baía de Guanabara. Com cerca 3,5 Km de extensão, o rio Bomba em sua parte inicial situa-se a 300 m de altitude. Geograficamente o rio Bomba faz a divisa integral entre os seguintes bairros: Tenente Jardim e Engenhoca; Venda da Cruz e Engenhoca; Barreto e Neves. Fazendo a divisa parcial entre os municípios de São Gonçalo e de Niterói. Na prática, do Morro do Castro até a Praça da Venda da Cruz, o rio não é considerado uma divisa pôr parte das prefeituras de Niterói e São Gonçalo e de seus moradores, seja para fins administrativos ou políticos, pois é a rua Dr. March que possui a função deliminatora. No lado direito corresponde a São Gonçalo e no lado esquerdo a Niterói.
Tal fato se justifica devido aos muitos meandros que esse rio possui nessa parte de seu percurso, sendo impossível a sua precisa delimitação. No entanto um pouco depois da Praça da Venda da Cruz, esse rio passa a ser considerado uma fronteira parcial entre São Gonçalo e Niterói. Ele faz uma grande curva em subsuperfície no meio da rua Dr. March em direção a sua foz. As áreas à direita pertencem a São Gonçalo e a esquerda à Niterói.

Metodologia

Metodologia analítica
Análise granulométrica

A granulometria fornece dados complementares para interpretação dos resultados da geoquímica e da mineralogia.
O peso inicial das amostras para análise granulométrica foi de cerca de 40g. A eventual matéria orgânica, existente nos sedimentos, foi eliminada com água oxigenada (30%). Após esta etapa, as amostras foram lavagens sucessivas vezes para eliminação de eventuais sais solúveis.
A análise granulométrica, propriamente dita, envolve peneiramento através de vibrador mecânico, pesagem em balança de precisão e finalmente, cálculo estatístico dos dados analíticos.

Análise geoquímica

Este tipo de análise tem a finalidade de quantificar os níveis de metais pesados nos sedimentos coletados. Estas análises foram realizadas na Escola de Geografia da Queen’s University of Belfast – Irlanda do Norte.
As frações analisadas neste estudo foram as granulometria menor que 0.063 mm. Foi pesado cerca de 0.1 g da amostra, que foi colocado em uma bomba de teflon, sofrendo adição de 1 cm³ de água régia e 6 cm³ de ácido fluorírico. A bomba de teflon, depois de vedada, foi aquecida durante 2 horas à uma temperatura de 110°C.
Após o aquecimento, adicionou-se 3 ml de ácido bórico e 1 ml de ácido nítrico. A solução foi então submetida à evaporação, já a sobra residual da solução foi lavada em um frasco volumétrico de polietileno de 50 cm³, com água deionizada. Esta sobra foi para outro recipiente de polietileno, para análise dos elementos: Pb, Zn, Ni, Cr, Cu, Fe, e Mn, pelo método de espectofotometria de absorção e emissão atômica, em aparelho Perkin Elmer, modelo AAS3100.

Apresentação dos dados
Concentrações de metais pesados nos sedimentos de fundo do Rio Bomba
As concentrações de metais pesados mostraram grande enriquecimento dos elementos Pb, Zn, Cu, Ni e Cr do ponto de coleta 1, ao ponto de coleta 10 (ver figura 1). Para Baptista Neto et al. (2001), o enriquecimento de elementos, como Zn, Cr, Cu, Pb e Ni é geralmente indicativo de desenvolvimento urbano.
De acordo com o Diagnóstico Ambiental de Niterói (1992), o rio Bomba, que é localizado entre os municípios de Niterói e São Gonçalo, pode ser classificado como esgoto a céu aberto, pois a descarga líquida é mantida pelos efluentes domésticos e pela água da chuva. O fluxo natural do rio é baixo, devido as condições ambientais de sua nascente, além do fato do rio ter a maior parte do seu leito canalizado. Isto explica as elevadas concentrações de metais pesados no rio.
Ao se comparar as concentrações de metais pesados do rio Bomba com as do Rio Imboassu (São Gonçalo) observa-se uma grande diferença em relação a concentração dos elementos Pb, Cr e Cu, sendo o Ni encontrado com quantidade parecida e o Zn com quantidades mais elevadas no rio Imboassu.
Em comparação com o rio Cachoeira (Niterói), os elementos Pb, Cu, Cr e Ni apresentam quantidades muito acima, no rio Bomba, já o elemento Zn apresenta quantidade muito mais baixa no rio Bomba.
No rio Icaraí tem-se o Zn e o Ni com concentrações muito mais elevada que no rio Bomba, enquanto o Pb e o Cr, são mais enriquecidos no rio Bomba e o Cu encontra-se com concentração parecida nos dois rios.
O rio João Mendes tem seus níveis de Pb, Zn e Cu muito inferiores que os níveis encontrados no rio Bomba, sendo o Cr mais elevado no rio João Mendes.
No valão de Itacoatiara encontram-se valores reduzidos de Zn, Cu, Cr e Ni, em comparação ao rio Bomba.
Ao se comparar o rio Bomba com o folhelho padrão tem-se valores altíssimos para o rio em todos os metais analisados, Pb, Zn, Cu, Cr e Ni. Vê-se que a quantidade de Pb encontra-se cerca de 7 vezes superiores que o valor considerado padrão, enquanto o Zn está 2.5 vezes superior, o Cu cerca de 2 vezes maior, o Cr cerca de 1.5 vezes maior e o Ni com cerca de 3 vezes mais. Com isso nota-se o grande enriquecimento de metais pesados nos sedimentos do rio Bomba.

Concentrações de metais pesados nos sedimentos de fundo do Rio Imboassú

Os efluentes domésticos são conhecidos na literatura internacional como a forma mais degradante de poluição (Alloway & Ayres, 1993).
No município de São Gonçalo não existe um sistema de tratamento de esgoto operante, desta forma, os rio do município têm sido utilizados com destino final dos efluentes domésticos.
Neste estudo, foram analisados os níveis de concentração dos seguintes elementos traços: Pb, Zn, Cu, Cr, Ni, Mn e Fe em sedimentos de superfície do Rio Imboassú, no municipio de São Gonçalo. A distribuição de metais pesados em sedimentos recentes é influenciado pela granulometria dos sedimentos, conteúdo de argila, matéria orgânica, óxidos e hidróxidos de ferro (Salomons & Förstner, 1984). Os ambientes fluviais são normalmente áreas receptoras de poluentes produzidas nas áreas urbanas, consequentemente, tornando-se áreas preferenciais para deposição e preservação de poluentes.
A figura 2 mostra a concentração dos elementos Cu, Pb, Zn, Ni e Cr nos sedimentos de fundo do Rio Imboassú. Os dados indicam que as distribuições das concentrações dos elementos Cu, Pb, Zn, Ni e Cr apresentam um padrão bastante semelhante, os cinco elementos apresentam as maiores concentração a partir da amostra número 4, que é localizada no bairro do Rocha, onde o rio apresenta já um grande aspecto de vala negra. A partir deste ponto as concentrações de metais pesados apresentam bastante elevadas, acima da média apresentados na literatura internacional (Förstner & Wittmann, 1983; Smith & Orford, 1989). É possível também observar um crescente aumento nas concentrações dos poluentes da nascente até a foz.
De acordo com Förstner & Wittmann (1983) é muito difícil se fazer uma estimativa quantitativa da extensão da poluição por metais pesados em muitos dos ambientes poluídos, uma vez que existem muito poucas evidências das concentrações de metais pesados em sedimentos do período pré-industrial. Na área estudada, existem muito poucos estudos de concentração de metais pesados em solos, rochas, e outros rios. No entanto é possível se fazer uma comparação com as concentrações de metais pesados em rios urbanos do município de Niterói (Ver Tabela 1) e com dados de Folhelho e Arenito padrão. Possibilitando com isso a comparação e avaliação do grau de poluição na área de estudo. Quando comparado com os rios de Niterói, os sedimentos do rio Imboassú apresentam certa semelhança com os rios Cachoeira e Icaraí, que são considerados como rios altamente poluidos, já ao compara-lo com os rios João Mendes e Valão de Itacoatiara, com exceção das concentrações de Cr os demais metais apresentam concentrações muito superiores no rio Imboassu. Quando comparados com o gnaisse facoidal, que é uma rocha muito comum na área, e com o Folhelho e Arenito padrão, as concentrações de metais pesados nos sedimentos de fundo do Rio Imboassú apresenta um enriquecimento muito elevado.
Tabela 1 – Concentrações de metais pesados (média) em diferentes rios urbanizados, em rocha (gnaisse facoidal) e no Folhelho e Arenito padrão.
 

Local

Pb (ppm)

Zn (ppm)

Cu (ppm)

Cr (ppm)

Ni (ppm)

Fe (ppm)

Rio Imboassu

105,6

270,0

59,7

104,6

174,5

 

Rio Bomba

145,6

229,2

77,1

132,6

199,9

2509,1

Rio João Mendes (média)

24,2

77,5

40,0

151,7

-

18000

Valão de Itacoatiara

0,0

27,5

12,5

100,0

7,5

5250

Rio Icaraí

111,5

444,5

70

101

230,7

 

Gnaisse Facoidal 1

 

30

 

54

 

28

 

15

 

78

 

22652

Rio Cachoeira

161.5

414,8

47

56.3

117.3

 

Folhelho Padrão3

 

20

 

95

 

45

 

90

 

68

 

47000

Arenito Padrão3

 

7

 

16

 

10

 

35

 

2

 

9800

 

Conclusão
Os rios de São Gonçalo apresentam um altíssimo nível de modificações decorrentes dos processo de urbanização, pois os mesmos foram totalmente alterados pela ação do homem.
Nos dois rios analizados ficou evidente os efeitos dos processos de urbanização no enriquecimento de metais pesados nos seus sedimentos de fundo. Ao longo dos rios os sedimentos apresentam elevadas concentrações de metais pesados, evidenciando o papel do esgoto e do escoamento superficial urbano como as principais fontes de poluição para os sistemas fluviais em questão. O esgoto aparece como a principal fonte da carga orgânica, que exerce papel fundamental na concentração de poluentes. Quando se compara os dados de metais pesados dos rios de São Gonçalo com de outros rios e com os folhelhos e arenitos padrão, fica evidente o grau de poluição destes rios estudados.
Este estudo também demonstrou o papel dos rios como importantes fontes de poluição para a Baía de Guanabara, uma vez que as maiores concentração de metais estão localizados nas suas foz. Como as fontes de poluição dos rios são extremamente complexas, pois os rios recebem grande quantidade de poluentes de fontes difusas, tais como escoamento superficial urbano e deposição atmosférica, evidenciando a necessidade de um monitoramento constante e um estudo mais detalhado das suas fontes de poluição, para que desta forma possa realmente haver um projeto de despoluição da Baía de Guanabara.

Referências
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Figura 1 – Concentrações de metais pesados nos sedimentos de fundo do Rio Bomba

 

Figura 2 – Concentrações de metais pesados nos sedimentos de fundo do Rio Embossu