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Dissertacao_AmandaCristineSantosdaCosta (1).pdf: 3976192 bytes, checksum: 2af7ce18076b8c783880d3ac0c5acba5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / importante sistema de drenagem da Região Serrana do estado do Rio de Janeiro. É
caracterizada por clima tropical de altitude úmido com pluviosidade média anual de 2300 mm
e temperatura média anual de 19ºC. A geologia local é definida por granitos e gnaisses
representativos da região sudeste brasileiro com domínio de quatro principais unidades
litoestratigráficas: suíte Serra dos Órgãos (53%), complexo Rio Negro (14%), suíte Cordeiro
(13%) e suíte Nova Friburgo (7%). A área é predominantemente florestada, porém há
interferência antropogênica como atividades de agricultura, pastagem e ocupação urbana.
Amostras de água foram coletadas em Fevereiro e Agosto de 2013 em 21 pontos selecionados
de forma a contemplar as variações litológicas e de formas de uso do solo. Uma alíquota foi
filtrada e acidificada para posterior análise de cátions e para a análise de ânions as amostras
foram filtradas e congeladas. Os elementos Na+, Mg2+, Ca2+, K+, SiO2 foram analisados por
ICP-OES, o elemento Al3+ por ICP-MS e PO4
3-, Cl- e SO4
2- por cromatografia iônica. Dados
secundários foram levantados complementando as análises realizadas (litogeoquímica,
concentração de compostos fosfatados e nitrogenados, parâmetros físico-químicos e
composição da chuva). Uma análise estatística de agrupamentos separou as sub-bacias de
acordo com as formas de uso do solo, mostrando forte influência sobre a qualidade das águas.
Para a análise dos processos intempéricos foi selecionada uma sub-bacia de cabeceira situada
em uma unidade de conservação cuja floresta encontra-se em seu clímax de maturidade, livre
de influência antrópica direta. Foram reunidas informações de mineralogia essencial da subbacia,
índices de saturação (PHREEQC), composição química da chuva e fluxo de elementos
maiores para definir as principais reações de intemperismo atuantes e quantificar o processo
de intemperismo. O plagioclásio foi identificado como principal mineral intemperizado, sendo
consumido em uma taxa de 649 mol ha-1 ano-1 formando os minerais caulinita e gibbsita, e
contribuindo com a liberação de no mínimo 818 e no máximo 1491 mol ha-1 ano-1 de silício
no rio (valor medido). Para explicar todo este fluxo de silício medido, o solo deveria ser
composto por 14% de caulinita e 86% de gibbsita em percentual relativo às duas fases
minerais. Com relação à qualidade das águas superficiais foi proposta a razão Na:Si como
uma alternativa simples e eficiente de avaliação da influência antrópica sob as condições de
toda a bacia. Razões acima de 0,6 indicariam um ambiente afetado por atividade antrópica.
Verificou-se uma boa correlação do proxy sugerido com outros compostos indicadores de
poluição, com razão Na:Si mínima de 0,4 e máxima de 0,6 para pontos de cabeceira. Baixas
razões de Na:Si, porém com concentrações mais elevadas de compostos nitrogenados e
fosfatados foram associadas a áreas agrícolas. Para áreas onde é observada a influência de
atividade antrópica urbana (esgotos domésticos), a razão apresentou valores elevados com
máximo de 5,1. / The Piabanha basin is part of the Paraíba do Sul River system. It is an important drainage in
the Rio de Janeiro mountainous region. It is characterized by humid altitude tropical climate
with 2300mm of annual rainfall and 19ºC of average annual temperature. The local geology is
defined by granites and gneisses representative of the Brazilian southeast region with the
dominance of four main lithostratigraphic units: Serra dos Órgão suite (53%), Rio Negro
complex (14%), Cordeiro suite (13%) and Nova Friburgo suite (7%). The area is mainly
forested, however there are anthropogenic interference such as agricultural activities, pasture
and urban area. Water samples were collected in February and August 2013 at 21 selected
points. They were chosen to cover lithological variations and land use patterns. One aliquot
was filtered and acidified for further cation analysis. Another sample aliquot was filtered and
frozen to anion analysis. The elements Na+, Mg2+, Ca2+, K+, SiO2 . were analyzed by ICPOES
the element Al3+ by ICP-MS and PO4
3-, Cl- and SO4
2- by ionic chromatography. Data
from literature were collected (litogeochemistry, phosphate and nitrogen compounds
concentration, physico-chemical parameters and rain composition). The statistical cluster
analysis classified the sub-basins according to land use patterns, due to the strong influence
on water quality. To the weathering processes analysis, a headwater sub-basin was selected. It
is located in a conservation unit with a climax forest, free of direct anthropogenic influence.
Information on this sub-basin’s essential mineralogy, saturation indexes, rain chemical
composing and major elements flow were gathered so the main weathering reactions were
defined in order to quantify the weathering process. The plagioclase was identified as the
main weathered mineral, being consumed at a rate of 649 mol ha-1 year-1 forming the minerals
kaolinite and gibbsite and contributing to the liberation of 818 at least and 1491 mols
maximum ha-1 year-1 of silicon on the river (measured value). In order to explain all this
measured silicon flow, the soil should be composed by 14% of kaolinite and 86% of gibbsite
in percentage relative of the two mineral phases. Regarding the water quality, the Na:Si ratio
was proposed as a simple and efficient way to evaluate the anthropogenic influence. Ratios
above 0,6 would indicate an environment affected by anthropogenic influence. There was a
good correlation of the suggested proxy with other pollutants indicator compounds, with a
ratio of Na: Si minimum of 0,4 and maximum of 0,6 for headwater points. Low ratio values of
Na:Si related with high concentration of N and P compounds are associated with agricultural
areas because of the use of fertilizers. Areas with high urban anthropic activity showed the
highest ratio values with a maximum value of 5,1.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:https://app.uff.br/riuff:1/4586 |
| Date | 20 September 2017 |
| Creators | Costa, Amanda Cristine Santos da |
| Contributors | Maddock, John Edmund Lewis, Horbe, Adriana Maria Coimbra, Stríkis, Nicolás Misailidis, Mello, William Zamboni de, Silveira, Carla Semiramis |
| Publisher | Niterói |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFF, instname:Universidade Federal Fluminense, instacron:UFF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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