Índices de Contaminação de Sedimentos

Veja quatro índices de contaminação que podem ser utilizados para avaliar se sedimentos ou solos estão contaminados por metais pesados.

Já vimos que areias podem ser contaminadas por patógenos (veja postagem aqui), e a sua avaliação é facilitada quando todos os agentes avaliados não pertencem àquele ambiente.

Não é o mesmo caso quando lidamos com sedimentos contaminados por metais pesados, onde a presença de tais metais pode estar relacionada à geologia local (ao tipos de rochas existentes na bacia hidrográfica).

Para solucionar tais problemas, diferentes autores propuseram diferentes índices de contaminação de sedimentos (sendo que alguns podem ser utilizados para solos).

Apresentaremos aqui 4 índices, sendo eles:

  • Índice de Geoacumulação
  • Fator de Contaminação
  • Grau Modificado de Contaminação
  • Índice de Carga Poluente

Índice de Geoacumulação

O Índice de Geoacumulação foi proposto por Müller em 1969 para sedimentos, porém, ele também pode ser utilizado para solos. Ele é representado pela equação:

I_{geo} = log_2 (\frac{C_i}{1,5B_i})

onde Ci é a concentração medida do elemento i no sedimento ou na superfície do solo, e Bi é a concentração do elemento i na crosta terrestre ou em sedimentos da era pré-industrial, sendo possível adotar para este último parâmetro a concentração do elemento i em solos naturais locais.

A interpretação dos resultados pode ser realizada conforme intervalos abaixo:

Classe Intervalo Interpretação
0 Igeo <= 0 Praticamente não contaminado
1 0 < Igeo < 1 Não contaminado à moderadamente contaminado
2 1 < Igeo < 2 Moderadamente contaminado
3 2 < Igeo < 3 Moderadamente à altamente contaminado
4 3 < Igeo < 4 Altamente contaminado
5 4 < Igeo < 5 Altamente à extremamente contaminado
6 5 < Igeo < 6 Extremamente contaminado

Fator de Contaminação

Proposto por Hakanson em 1980, o fator de contaminação é dado pela razão entre a concentração média de um elemento i no sedimento/solo pela concentração do mesmo elemento na crosta terrestre, sendo sua equação a seguinte:

C_f = \frac{C_{0-1}^i}{B_i}

A tabela abaixo demonstra os intervalos para interpretação do fator de contaminação:

Intervalo Interpretação
Cf < 1 Baixa contaminação
1 < Cf < 3 Contaminação Moderada
3 < Cf < 6 Contaminação Considerável
Cf > 6 Contaminação Alta

Grau Modificado de Contaminação

O grau modificado de contaminação, proposto por Abrahim e Parker em 2008, é o resultado da soma dos fatores de contaminação (índice anterior) dos elementos analisados, divididos pelo número de elementos analisados, conforme equação a seguir:

C_{deg.m} = \sum_{n=1}^{i=n} (\frac{C_f^i}{n})

onde Cf é o fator de contaminação calculado previamente para o elemento i e n é o número de elementos analisados. A sua interpretação é realizada por meio da seguinte tabela:

Intervalo Interpretação
Cdeg.m < 1,5 Contaminação nula ou muito baixa
1,5 < Cdeg.m < 2 Contaminação Baixa
2 < Cdeg.m < 4 Contaminação Moderada
4 < Cdeg.m < 8 Contaminação Alta
8 < Cdeg.m < 16 Contaminação Muito Alta
16 < Cdeg.m < 32 Contaminação Extrema
Cdeg.m > 32 Contaminação Muito Extrema

Índice de Carga Poluente

E por último, temos o Índice de Carga Poluente, que é calculado pela multiplicação dos fatores de contaminação previamente calculados e posterior extração da raiz, conforme equação:

PLI = \sqrt[n]{C_f^1 \times C_f^2 \times C_f^3 \dots C_f^n}

A interpretação dos resultados pode ser realizado pela seguinte tabela:

Intervalo Interpretação
PLI = 0 Contaminação nula
PLI = 1 Contaminantes estão em níveis normais
PLI > 1 Contaminação do Ambiente

Considerações Finais

Você pode perceber que os índices são baseados na razão entre a concentração que você obteve dividida pela concentração natural (sedimentos da era pré-industrial, crosta terrestre, solos naturais), mais algumas adaptações.

De qualquer forma, a partir dos métodos acima, você poderá definir se o sedimento e/ou solo que você esta estudando esta ou não contaminado.

Fontes Consultadas:

ABRAHIM, G. M. S.; PARKER R. J. Assessment of heavy metal enrichment factors and the degree of contamination in marine sediments from Tamaki Estuary, Auckland, New Zealand. Environmental Monitoring and Assessment. v. 136, 2008. pg. 227-238.

HAKANSON L. An ecological risk index for aquatic pollution control - A sedimentological approach. Water Research. v. 14, 1980. pg. 975-1001.

LOSKA, K.; WIECHULA, D.; KORUS, I. Metal contamination of farming soils affected by industry. Environment International, v. 30, n. 2, 2004. pg. 159-165.

MULLER G. Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine river. Geojournal. v. 2, 1969. pg. 108-118.

TOMLINSON D. C.; WILSON J. G.; HARRIS C. R.; JEFFREY D. W. Problems in assessment of heavy metals in the estuaries and the formation of pollution index. Helgoland Marine Research, v. 33. 1980. pg. 566-575.


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Author: Fernando BS

Engenheiro Ambiental e de Segurança do Trabalho. Atua nas áreas de recuperação ambiental, geoprocessamento e ciência do solo. Busca soluções utilizando softwares como ArcGIS, R e MATLAB.

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