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101 Revista de Geologia, Vol. 25 HIDROSEMA -UFRN, 2012 Revista de Geologia, Vol. 25, HIDROSEMA-UFRN, 101 - 114, 2012 www.revistadegeologia.ufc.br Caracterização físico-química e avaliação das concentrações de elementos maiores e traços em sedimentos areno-lamosos do estuário de Diogo Lopes, litoral setentrional do estado do Rio Grande do Norte, Brasil. Sérgio Tadeu Praxedes de Lima Dantas (1) & Venerando Eustáquio Amaro (1, 2) Recebido em 11 de dezembro de 2011 / Aceito em 24 de janeiro de 2012 Resumo Neste trabalho foi realizada a caracterização físico-química de bancos areno-lamosos do Estuário de Diogo Lopes, bem como a avaliação das concentrações de elementos maiores e traços nos sedimentos marginais de manguezal; como forma de subsidiar as medidas mitigadoras relacionadas à contenção dos processos erosivos na área de estudo. Através de imagens de sensores remotos, foi possível realizar uma analogia entre as principais respostas espectrais dos bancos areno-lamosos com áreas vegetadas (manguezal), indicando a possibilidade de se fazer uma reestruturação da área, contribuindo assim com o monitoramento ambiental desse ecossistema. Dessa forma, a estratégia metodológica adotada permitiu estabelecer que, para dezembro/2008, existiam ao menos 1.013 ha de área de bancos areno-lamosos, sendo que desses cerca de 89 ha foram analisados através da caracterização físico-química e verificada a viabilidade de serem empregados no reflorestamento, para a implantação de flora típica de manguezal local. A aplicação desta estratégia metodológica permitiu uma melhor compreensão das atividades físico-químicas das feições e assim permitiu a análise da eficiência/capacidade de zonas úmidas para reflorestamento com espécies típicas de mangue, que significaria uma redução na ação erosiva que impacta os campos de exploração de hidrocarbonetos de Macau e Serra, Bacia Potiguar, Nordeste do Brasil. Palavras-chave: Bancos Areno-lamosos, Sensoriamento Remoto, Manguezais. Abstract In this research was held the physicochemical characterization of Diogo Lopes Estuary sand-muddy banks, as well as the assessment of major and trace elements concentrations in sediments of mangrove fringe; as a way of subsidizing the mitigating measures related to the containment of erosive processes in the study area. Through remote sensing images it was possible to make an analogy between the spectral characteristics of wetlands and vegetation areas (mangrove), showing the possibility to do a restoration of that area, contributing to the environmental monitoring of that ecosystem. Thus, the methodological strategy has established to December/2008 an area about 1,013 ha of sand-muddy banks, which of these approximately 89 ha viable to be used in a reforestation with the typical mangrove flora. The methodological approach allowed a better understanding of the features physicochemical activities and as a result it allows to the efficiency/capability analysis of sand-muddy banks to reforestation with typical mangrove species, which means a consequent reduction of the erosive action that impacts hydrocarbons exploitation oil fields of Macau and Serra, Potiguar Basin, Northeast Brazil. Keywords: Sand-muddy banks, Remote Sensing, Mangrove.

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Revista de Geologia, Vol. 25 HIDROSEMA -UFRN, 2012

Revista de Geologia, Vol. 25, HIDROSEMA-UFRN, 101 - 114, 2012www.revistadegeologia.ufc.br

Caracterização físico-química e avaliação das concentrações de elementosmaiores e traços em sedimentos areno-lamosos do estuário de Diogo Lopes,

litoral setentrional do estado do Rio Grande do Norte, Brasil.

Sérgio Tadeu Praxedes de Lima Dantas (1) & Venerando Eustáquio Amaro (1, 2)

Recebido em 11 de dezembro de 2011 / Aceito em 24 de janeiro de 2012

Resumo

Neste trabalho foi realizada a caracterização físico-química de bancos areno-lamosos do Estuário deDiogo Lopes, bem como a avaliação das concentrações de elementos maiores e traços nos sedimentosmarginais de manguezal; como forma de subsidiar as medidas mitigadoras relacionadas à contenção dosprocessos erosivos na área de estudo. Através de imagens de sensores remotos, foi possível realizar umaanalogia entre as principais respostas espectrais dos bancos areno-lamosos com áreas vegetadas (manguezal),indicando a possibilidade de se fazer uma reestruturação da área, contribuindo assim com o monitoramentoambiental desse ecossistema. Dessa forma, a estratégia metodológica adotada permitiu estabelecer que, paradezembro/2008, existiam ao menos 1.013 ha de área de bancos areno-lamosos, sendo que desses cerca de89 ha foram analisados através da caracterização físico-química e verificada a viabilidade de serem empregadosno reflorestamento, para a implantação de flora típica de manguezal local. A aplicação desta estratégiametodológica permitiu uma melhor compreensão das atividades físico-químicas das feições e assim permitiu aanálise da eficiência/capacidade de zonas úmidas para reflorestamento com espécies típicas de mangue, quesignificaria uma redução na ação erosiva que impacta os campos de exploração de hidrocarbonetos deMacau e Serra, Bacia Potiguar, Nordeste do Brasil.

Palavras-chave: Bancos Areno-lamosos, Sensoriamento Remoto, Manguezais.

AbstractIn this research was held the physicochemical characterization of Diogo Lopes Estuary sand-muddy

banks, as well as the assessment of major and trace elements concentrations in sediments of mangrove fringe;as a way of subsidizing the mitigating measures related to the containment of erosive processes in the studyarea. Through remote sensing images it was possible to make an analogy between the spectral characteristicsof wetlands and vegetation areas (mangrove), showing the possibility to do a restoration of that area, contributingto the environmental monitoring of that ecosystem. Thus, the methodological strategy has established toDecember/2008 an area about 1,013 ha of sand-muddy banks, which of these approximately 89 ha viable tobe used in a reforestation with the typical mangrove flora. The methodological approach allowed a betterunderstanding of the features physicochemical activities and as a result it allows to the efficiency/capabilityanalysis of sand-muddy banks to reforestation with typical mangrove species, which means a consequentreduction of the erosive action that impacts hydrocarbons exploitation oil fields of Macau and Serra, PotiguarBasin, Northeast Brazil.

Keywords: Sand-muddy banks, Remote Sensing, Mangrove.

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Dantas & Amaro. Caracterização físico-química e avaliação das concentrações de elementos maiores e traços…102

(1) Pós-Graduação em Ciência e Engenharia do Petróleo (PPGCEP), Universidade Federal do Rio Grande do Norte –UFRN. Campus Universitário, CEP 59079-570 Natal (RN). Bolsista CAPES. E-mail: [email protected]; (2)Laboratório de Geoprocessamento, Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica, Departamento de

Geologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal (RN), Brasil. E-mail: [email protected]

1. Introdução

Na faixa litorânea do litoral setentrional doRio Grande do Norte, no Município de Macau, estãolocalizadas as comunidades Barreiras e DiogoLopes, os campos petrolíferos de Macau e Serra,além do Parque Eólico de Macau, localizados emterrenos geológicos da Bacia Potiguar.

Nos últimos anos, essa área tem sido alvode constantes estudos de avaliação e monitoramentoambiental (Amaro et al., 2002; Nascimento, 2009;Dantas et al., 2011), decorrentes da altasensibilidade ambiental da zona costeira em relaçãoao tipo de uso e ocupação (indústria do petróleo,salineira, carcinicultura, parques eólicos, pescaartesanal, entre outras), que oferecem riscos àmanutenção do equilíbrio ecológico da região.

A conformação litorânea é caracterizada porintensos processos continentais e marinhosconstrutivos e destrutivos, ocasionando erosão/acresção e situações de instabilidade morfológicada linha de costa. Trata-se da interação entre osprocessos do meio físico, das condições climáticas,das variações do nível do mar, da natureza dassequências geológicas, das atividades neotectônicase do déficit no suprimento de sedimentos carreadospelos rios da região (Nascimento, 2009; Santos,2011). Com isso, a elevada dinâmica costeiraoferece riscos também à produção e exploraçãosustentável dos campos petrolíferos presentes naárea, sobretudo quanto ao derramamento acidentalde óleo.

Sendo assim, a proposição dessa pesquisafoi baseada no estudo de Nascimento (2009) quesugeriu alternativas do emprego de técnicassustentáveis, que utilizam componentes naturaiscomo areia e vegetação, como pressuposto derestabelecimento das defesas naturais dos terrenospara contenção de impactos provocados poragentes dinâmicos diversos (ondas, correntes,marés, ventos). Logo, através da observação daevolução natural da deposição de bancos areno-lamosos de planícies flúvio-marinhas, Nascimento

(2009) sugeriu a implantação (e o reflorestamento)de vegetação de manguezal típica local na áreasituada a leste dos campos petrolíferos de Macau eSerra.

Como conjetura, os bancos areno-lamosos,depois de estabilizados criariam condições físico-químicas e biológicas favoráveis à instalação deflorestas de manguezal que conteriam o efeito deondas e correntes na linha de costa e promoveriama estabilização, ou até o deslocamento para longeda costa, do canal de maré que condiciona o efeitoerosivo sobre os campos de exploração de Macaue Serra (Nascimento, 2009; Santos, 2011).

Portanto, o principal objetivo desta pesquisafoi realizar uma caracterização físico-química debancos areno-lamosos, além de avaliar aconcentração de elementos maiores e traços emsedimentos marginais de manguezal (bancos areno-lamosos), correlacionando-os com a presençaantrópica. Dessa forma, esse estudo vem a somar-se aos esforços em busca de medidas mitigadoras erecuperadoras, como a restauração ecológicaatravés de plantio de manguezal local, configurandouma proteção natural para a linha de costa econsequente redução da ação erosiva.

1.1. Área de EstudoA área de estudo está localizada no Estuário

de Diogo Lopes, Município de Macau, microrregiãosalineira do litoral setentrional do Rio Grande doNorte. Esta área está localizada através dascoordenadas UTM (Zona 24-Sul) nos meridianos9.432.825,46 mN e 9.442.160,02 mN e nosparalelos 764.626,18 mE e 787.855,11 mE (Fig.1). Os principais acessos são através da rodoviafederal BR-406 que liga Macau a Natal e da rodoviaestadual RN-118, entre as cidades de Macau e Açu;além da RN-403, que interliga a rodovia àscomunidades Barreiras e Diogo Lopes.

1.2. Caracterização da Área de EstudoAspectos Geológicos

A geologia/geomorfologia da área se

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desenvolve sob (sedimentos) superfícies rochosasdo tercio-quaternário da Bacia Potiguar (Fig. 2),situada no extremo leste damargem continentalbrasileira, abrangendo parte dos estados do RioGrande do Norte e Ceará e suas respectivasplataformas continentais, ao longo deaproximadamente 48.000 km2, sendo que 21.500km2 estão na porção emersa e 26.500 km2 naporção submersa (Pessoa Neto et al., 2007).

As unidades geológicas presentes na áreasão de idade Cenozóica e correspondem aosarenitos das formações Tibau e Barreiras, DepósitosFlúvio-Marinhos, Depósitos de Mangue, Depósitos

Eólicos Vegetados, Depósitos Eólicos Não-vegetados e Depósitos Litorâneos de Praia (Valentimda Silva & Amaro 2008).

A Formação Tibau pode ser observada naporção NE, na base da Falésia de Chico Martins,bem como nas proximidades da comunidadeBarreiras, sendo sobreposta pela FormaçãoBarreiras (avermelhada) que, por sua vez, ésobreposta pela Formação Potengi (alaranjada). Agranulometria dos sedimentos da Formação Tibauconsiste na fração areia grossa, com grãos calcíferosdolomitizados, concreções ferrosas e grânulos dequartzo (Souto, 2002).

Fig. 1- Mapa de localização da área de estudo com os principais acessos ao Estuário de Diogo Lopes,Município de Macau/RN, e feições geográficas características, além dos Campos de Exploração dePetróleo e Gás Natural de Macau e Serra.

Segundo Pessoa Neto et al. (2007), asequência siliciclástica denominada FormaçãoBarreiras teve sua deposição iniciada no Mioceno.Os arenitos grossos a conglomeráticos de coresavermelhada, amarela e roxa, bastanteintemperizados que constituem a Formação Barreirasocorrem em grande parte da área, em cortes deestradas e falésias. Também ocorrem arenitos finosamarelados com caulinita, epidoto, quartzo, turmalinae plagioclásio e na forma de laterita. Os grãos sãosubarredondados e pobremente selecionados e osistema deposicional desta unidade é do tipo

fluvial entrelaçado.Os depósitos flúvio-marinhos correspondem

às áreas úmidas inundáveis que estão submetidas àinfluência da maré nas regiões abrigadas poresporões arenosos (spits) e ilhas barreiras (Valentimda Silva & Amaro, 2008). São compostos porsedimentos nas frações granulométricas areia fina esilte, pobremente selecionados, com alto teor decarbonato de cálcio e matéria orgânica. Sãoobservadas nestes depósitos uma intensa ocupaçãopor carcinicultura e salinas, além da ocorrência dos

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Fig. 2 - Mapa geológico da região de estudo. Modificado de Valentim da Silva & Amaro (2008).

Fig. 3 - Carta imagem colorida RGB do satélite IKONOS-II de 2004 da área de estudo, adjacente àcomunidades Barreiras e Diogo Lopes, Município de Macau/RN, indicando a malha e os pontos amostraisempregados nesse trabalho.

bancos areno-lamosos total ou parcialmentesubmersos, que são de grande valia para o contextomorfodinâmico e para o desenvolvimento desseestudo, que busca entender a estabilidade destasáreas e alternativas mitigadoras ao processo erosivo

presente.Os depósitos de manguezais encontram-se

ao longo das margens de canais flúvio-marinhos eem regiões protegidas pelos esporões arenosos eilhas barreiras. Diz respeito às zonas infra, inter e

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supramarés, localizadas na planície estuarina, comose pode observar na região da Reserva deDesenvolvimento Sustentável Estadual da Ponta doTubarão (RDSEPT) e na região da Ilha Barreira doCorta Cachorro.

Os depósitos de dunas fixas são constituídospor sedimentos eólicos, onde predominam grãos dequartzo com granulometria que varia de fina a média,bem selecionados e arredondados, e parcialmentepor silte e argilas pedogenéticas, desenvolvendo asformações eólicas, fixas por vegetação, que impedeseu deslocamento (Angelim et al., 2006).

As dunas móveis, depósitos eólicos não-vegetados, são constituídas por areiasesbranquiçadas de coloração fina a média, bemselecionadas, sobrepostas aos depósitos eólicosvegetados, ou recobrindo ilhas barreiras. Ossedimentos possuem frações de areiaspredominantemente quartzosas variando de fina amédia, com presença de grãos bem arredondadosa subarredondados, bem selecionados.

Os depósitos litorâneos de praia ocorremna faixa litorânea em contato direto com o oceano esão constituídos por areias quartzosas ricas embioclastos, formando ilhas barreiras, esporões ebancos areno-lamosos (Valentim da Silva & Amaro,2008).

Aspectos FisiográficosO clima da área em estudo é caracterizado

como semi-árido, de altas temperaturas e escassezde chuva, definido por duas estações, uma estaçãoseca com período mais longo (variando de 7 a 8meses) e uma estação de inverno com períodochuvoso curto, normalmente nos meses de fevereiroa maio (IDEMA, 1999). A região de Macauapresenta elevadas temperaturas durante todo o ano,com uma média anual de 26,8ºC. Mensalmente,podem-se observar entre 25ºC, no mês de julho, emáxima de 28,6ºC, em fevereiro (Chaves et al.,2006). Com relação aos ventos da região, estes setornam um dos principais responsáveis pela dinâmicacosteira. A orientação dos campos de dunas retrataa direção predominante dos ventos na região costeiraque são influenciados pelos ventos alísiosprovenientes de NE, onde é possível destacar ocampo de dunas móveis de Diogo Lopes (Fig. 3).

Ao se aproximarem da zona costeira, o fluxodas ondas apresenta a mesma direção dos ventosdominantes (NE-E). Segundo Chaves & Vital(2001), a altura das ondas varia entre 0,125 a 0,722m, com máximas e mínimas nos meses de novembroe maio, respectivamente.

Já as correntes superficiais na regiãoapresentam velocidades máximas de 1,103 m/s emínimas de 0,171 m/s para W, nos meses denovembro e maio, respectivamente (Chaves & Vital,2001) e variam com um ângulo de incidência dotrend de ondas, em relação à linha de costa, numamédia de 0,637 m/s. Estas correntes sãoresponsáveis pelo transporte de sedimentos emsuspensão oriundos da ação do retrabalhamento dasondas ao longo do litoral.

2. Materiais e Métodos

2.1. Aplicação de Técnicas de Geoprocessamento

O emprego de técnicas degeoprocessamento visou a identificação ediscriminação das feições geomorfológicas como osbancos areno-lamosos, sua relação com as áreasde manguezal, além de destacar a ação antrópicana área de estudo e toda a região estuarina adjacente

às comunidades de Barreiras e Diogo Lopes.

As atividades de geoprocessamento e aelaboração de mapas temáticos envolveram oprocessamento digital de imagens de sensoriamentoremoto de resolução moderada e alta (Tab. 1) doLaboratório de Geoprocessamento (GEOPRO/UFRN) e a integração de dados em estrutura deSistema de Informações Geográficas (SIG). Para oestudo, foram utilizados os softwares Er Mapper7.1® e o Arc Gis 9.3.

Com o objetivo de realce dos bancos areno-lamosos para realização da análise multitemporalentre 2000 e 2008, utilizou-se técnicas como aAnálise por Principais Componentes (PC),Decorrelação (D) e filtragem espacial, com base nacovariância entre as bandas, visando pelainterpretação visual das imagens resultantesproporcionar melhores realces dos lineamentos econtatos entre as unidades.

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2.2. Levantamento Amostral de SedimentosA área foi dividida de acordo com a pré-

visualização nas imagens orbitais e diferenciação emcampo dos diferentes tipos de sedimentos, variandode arenosos, areno-argilosos e argilosos; com ousem a presença antrópica e/ou de vegetação típicade manguezal. Dessa forma, a área foi dividida em4 perfis onde foram situadas 29 estações de coletade sedimentos, distribuídos da seguinte forma (Fig.3):• Perfil A: Perfil localizado entre a estação coletorado Campo Macau e a Falésia de Chico Martins,com 8 estações de coleta de sedimentos (ondeencontra-se a área piloto de plantio sugerida porNascimento, 2009).• Perfil B: Perfil localizado entre a Falésia ChicoMartins e a comunidade Barreiras, com grandeextensão de bancos areno-lamosos, apresentando6 estações de coleta.• Perfil C: Perfil localizado na área adjacente àcomunidade Barreiras, possuindo 9 estações decoleta, estabelecido para se verificar a influência decontaminação sobre os bancos por elementosmaiores e traços oriundos da presença antrópica.• Perfil D: Perfil localizado em áreas marginaisde vegetação de manguezal adensada e protegida;foram situadas 6 estações de coleta utilizadas comotestemunhos. As amostragens realizadas foramsimples, para revelar-se a variabilidade que podeocorrer em pequenas extensões de área vegetadacom manguezal.

Em cada um desses ambientes, compostospor sedimentos de planície de maré, sedimentos compresença antrópica e sedimentos marginais demanguezal, as amostras foram coletadasmanualmente na camada superficial (0-20 cm), noperíodo de maré baixa. Essa profundidade sejustifica por ser nela onde está concentrada a maioriados nutrientes necessários à fixação de diferentes

espécies vegetais.

2.3 Análises Laboratoriais de SedimentosDepois de homogeneizadas, as amostras

foram transferidas para recipientes plásticos comtampa de rosca e colocadas em caixas térmicas comgelo até a chegada ao laboratório, sendoarmazenadas em freezer com temperatura em tornode 4ºC até se iniciarem os procedimentos de pré-tratamento e análises físico-químicas no Laboratórioda Empresa de Pesquisa Agropecuária do RioGrande do Norte (EMPARN), conforme asrecomendações da EMBRAPA (1997).

Extração de Elementos Maiores e TraçosPara a extração total dos elementos, foi

utilizada a metodologia USEPA 3051a (2007). Apóscompletar a extração, os frascos contendo oslíquidos digeridos foram transferidos para suportesnumerados e colocados dentro da capela.

Em seguida, as amostras extraídas foramdiluídas para 25 mL com água tipo Milli-Q e filtradasdireto para os frascos de polietileno, sendoposteriormente levados ao ICP-OES(Espectroscopia de Emissão Óptica com Plasma deArgônio Induzido) onde as concentrações doselementos Al, B, Ba, Ca, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg,Mn, Na, Ni, P, Pb, Sr, V e Zn foram analisadas.

Para esta pesquisa, os teores de elementosmaiores e traços nas amostras de sedimentos tiveramcomo referência os “Valores Orientadores paraSolos e Águas Subterrâneas no Estado de SãoPaulo” da Companhia de Tecnologia de SaneamentoAmbiental – CETESB (2005), bem como o materialcertificado de referência da National Oceanic andAtmosferic Administration (NOAA).

3. Resultados e Discussões

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Fig. 4 - Composição colorida R(PC5) G(PC3/PC4) B (Banda 5) da imagem do Landsat 5-TM de 12/12/2008, onde observa-se nos bancos areno-lamosos, áreas com vegetação rasteira e tapetes algálicos.

3.1. Processamento Digital de Imagens OrbitaisA Figura 4, de composição R(PC5) G(PC3/

PC4) B(Banda 5), revela na foto A canais de maréque ocorrem paralelos à linha de costa queinfluenciam no processo erosivo ali instalado; na fotoB, é observada uma área coberta por tapetesalgálicos e a presença de plântulas de manguezal, oque reforça a idéia em se ter uma área piloto deplantio com espécies de mangue local; nas fotos Ce D se tem uma visão geral da grande extensão debancos areno-lamosos, que também podem serutilizados para um futuro projeto de reflorestamento,com destaque para a presença maciça de tapetesalgálicos (macroalgas carbonáticas), o que contribuipara elevar a fertilidade do solo local.

Para a análise multitemporal, o mapeamentorealizado na imagem de 13/06/2000 resultou nadetecção de área disponível de bancos areno-lamosos de cerca de 892 ha. Já para a imagemLandsat 5-TM 12/12/2008, os resultados indicamárea disponível de bancos areno-lamosos com cerca

de 1.013 ha, sendo que destes, cerca de 89 ha foramavaliados in loco e obtidas características físico-químicas viáveis ao plantio (Fig. 5).

Quando comparadas as áreas de interessepara o plantio, percebe-se que as mesmasmantiveram-se praticamente estáveis (Fig. 5),ocorrendo inclusive um aumento da área de bancos.Este aumento proporcional de bancos areno-lamosos está associado ao transporte de sedimentosatravés de ações marinha e eólica; ou seja, duranteeste período (entre 2000 e 2008), possivelmente,foi carreado, através destas forçantes, apenas omaterial mais arenoso, composto de areiasquartzosas.

Assim, quando deslocada essa partesuperficial, pode-se constatar logo abaixo, extensõesde bancos com granulometria mais fina enotoriamente mais estáveis quando comparados aomaterial de granulometria mais grossa, que facilmenteé conduzido pelas presentes variáveis ambientais.

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Fig. 5 - Análise Multitemporal dos bancos areno-lamosos entre os anos de 2000 e 2008, baseado nainterpretação de imagens de sensoriamento remoto multiespectrais e multitemporais do Landsat 5-TM eIKONOS-II, para condições semelhantes de baixa-mar. As colorações vermelha e verde representam asáreas totais de bancos areno-lamosos nos anos de 2000 e 2008, respectivamente.

Dessa forma, o uso do geoprocessamentoresultou na discriminação e quantificação das feiçõesgeomorfológicas na área de estudo, sob condiçõessimilares de baixa-mar para as imagens desensoriamento remoto, e a relação com as áreasvegetadas por manguezal. Definiu ainda as condiçõesda presença antrópica na área adjacente àscomunidades de Barreiras e Diogo Lopes,conduzindo, portanto, a seleção dos locais maispropícios para realização dos perfis decaracterização físico-química e análise de elementosmaiores e traços.

3.2. Resultados AnalíticosPara uma melhor compreensão e

visualização dos dados analíticos, optou-se porgráficos e na elaboração de um sumário estatísticopara cada parâmetro analisado, além da elaboraçãode uma tabela empírica (Tab. 2) para os Coeficientesde Variação (CV) dos elementos maiores e traços,com o objetivo de auxiliar na interpretação dosresultados.

Na elaboração dos sumários estatísticos erespectivos gráficos, os teores abaixo do limite dedetecção para cada elemento (especificamente para

maiores e traços) foram substituídos pela metadedo limite de detecção do método analítico (USEPA3051a). A título de comparação, também éimportante ressaltar que esse método incidiu a partirda extração com HNO

3 e granulometria < 0,063

mm, diferente dos demais resultados físico-químicos(CaCO

3, M.O e fertilidade), o que implica em se

ter uma idéia sobre as concentrações destesparâmetros na área em estudo.

Granulometria, Carbonato (CaCO3) e Matéria

Orgânica (MO) A classificação textural através das

diferenças dos diâmetros médios das amostrasrevelou que 13,79% foram classificadas como areiagrossa, 22,59 % como areia média, 34,48 % comoareia fina, 10,34% areia muito fina e 13,79 % comosilte. Sendo assim, a partir da análise da média épossível observar uma predominância da fração areiafina, juntamente com as frações areia muito fina esilte o que define os chamados bancos areno-lamosos, independente de qual dos perfis sejaanalisado. Para os teores de silte, argila e silte +argila, observa-se uma correlação positiva, onde setem uma tendência de aumento de uma variável

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quando a outra aumenta. Em sua maioria, os pontosonde são localizadas as maiores porcentagem desilte e argila estão nos perfis B e D, onde sãoencontrados também os bancos areno-lamosos compresença de algas calcárias e vegetação densa demanguezal, respectivamente (Fig. 6).

Os resultados de carbonato (CaCO3) e

matéria orgânica (MO) foram obtidos a partir dosdados quantificados oriundos do ataque com ácidoclorídrico (HCl) a 10% e após o ataque comperóxido de hidrogênio (H

2O

2, 1:1),

respectivamente, dados em percentagem (Fig. 6).Dessa forma, nos gráficos da Figura 6A e

6B, é possível observar que as maiores porcentagens

de partículas finas do sedimento, além das maioresconcentrações de CaCO

3 e MO são encontradas

nos perfis B e D, onde existe a presença maciça demacroalgas carbonáticas e vegetação de manguezal,respectivamente. Isto mostra que a presença demaiores quantidades desses elementos proporcionauma melhora significativa da fertilidade do solo, compossibilidades de reestruturação da área a partir doplantio e replantio com espécies de manguezal local.

Fertilidade e Condutividade ElétricaNa Tabela 3 estão representados os

resultados relativos aos atributos avaliados nacaracterização físico-química.

Com relação os valores de pH apresentadosna Figura 7A, todas as amostras analisadas sãoconsideradas como sendo muito alcalinas, comvalores acima da neutralidade (pH=7,0),apresentando uma média elevada de pH = 8,4 e umcoeficiente de variação de 2,4 %, o que permiteafirmar que a alteração existente para cada um dosperfis é desprezível. Como esperado segundo aliteratura, onde normalmente não são encontradosvalores de acidez potencial (H+ + Al3+) para pH emágua > 5,9, também não foram encontrados para as

amostras desta pesquisa, pois o alumínio pode estáprecipitado na forma de Al(OH)

3: Al3+ + 3H

2O =

Al(OH)3 + 3H+.Podem-se destacar também altos

valores (Tab. 3) com relação à condutividade elétrica(CE) obtida a partir do extrato de saturação (Fig.7B), demonstrando o caráter sálico dos bancosareno-lamosos, provavelmente devido acontribuição das águas marinhas.

Além disso, a maioria dos pontos analisadosapresentaram valores superiores a 7dS.m-1 (Fig. 7),caracterizando o ambiente como sendo halomórfico

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Fig. 6- A) Concentrações silte e argila; B) carbonato (CaCO3) e matéria orgânica (M.O) ao longo dos perfis. No eixo da abcissa as

letras indicam os perfis e os números as estações de amostragem em cada perfilFig. 7- A) Concentrações de pH (%), e B) CondutividadeElétrica (dS.m-1) ao longo dos perfis. No eixo da abcissa as letras indicam os perfis e os números as estações de amostragem em cadaperfil. Fig. 8 - Concentrações de P (mg.Kg-1) e Ca (cmol

c.Kg-1) ao longo dos perfis. No eixo da abcissa as letras indicam os perfis e os

números as estações de amostragem em cada perfil. Fig. 9 - A) Concentrações de Mg (mg.Kg-1), e B) K (cmolc.Kg-1) ao longo dos perfis.

No eixo da abcissa as letras indicam os perfis e os números as estações de amostragem em cada perfil.

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(meio concentrado em sais e com valores de pHentre 5,0 e 9,6; segundo a EMBRAPA (1999).

Com relação aos teores de P disponível (Fig.8A), os mesmos são observados em baixasconcentrações, com exceção de 3 amostras no perfilC que apresentam teores acima de 50 mg.Kg-1, epodem está influenciados pela presença antrópicaneste perfil. Já os teores de cátions trocáveis e suasproporções relativas são variáveis ao longo de todosos perfis. Para as concentrações de Ca2+ trocáveis(Fig. 8B), pode-se observar que o coeficiente devariação foi de 142, onde apenas uma das amostrasanalisadas foi quem fez o CV elevar, sendo que asdemais amostras apresentaram praticamente amesma variação de Ca2+.

Para os teores de Mg2+ (Fig. 9A), ocorresemelhante ao Ca2+, com apenas uma amostrainfluenciando a elevação do coeficiente de variação.Já para as concentrações de K (Fig. 9B) e Na (Fig.10), é observada a semelhança de variação dessesdois elementos.Dessa maneira, os elevados teoresem cátions trocáveis indicaram, por consequência,altos valores na capacidade de troca catiônica e alta

Elementos Maiores e TraçosEmbora considere o ecossistema manguezal

como Área de Preservação Permanente (Art. 2º daLei 4771/65) e como reserva ecológica (Resoluçãonº 004/85 do CONAMA), a legislação ambientalbrasileira ainda não dispõe de critérios de qualidadepara sedimentos em geral, bem como não existemvalores de background para os parâmetrosgeoquímicos determinados com relação aossedimentos da região em estudo. Para efeito deanalogia e se ter uma idéia sobre as consequênciasdos teores de metais encontrados nos sedimentosda área, optou-se por utilizar os critériosestabelecidos na literatura, representados peloNational Oceanic and Atmosferic Administration(NOAA) e CETESB (2005).

Fig. 10 - Concentrações de Na (mg.Kg-1) aolongo dos perfis. No eixo da abcissa as letrasindicam os perfis e os números as estações deamostragem em cada perfil.

saturação por bases; o que implica dizer que o soloapresenta uma boa fertilidade para a nutrição domanguezal existente, contribuindo com estabilidadefísico-química para um futuro reflorestamento a partirde espécies de manguezal local.

De maneira geral, a partir dos dadosrelacionados ao Coeficiente de Variação (CV)apresentados na Tabela 4, percebe-se que não háuma variabilidade de elementos maiores e traços,que seja significativa para a maioria dos elementos,com exceção de 2 elementos que apresentaram umamédia e outros 2 uma alta variabilidade, atribuídasempiricamente, de acordo com a Tabela 1. Sendoassim, as concentrações dos elementos maiores etraços apresentam-se dentro dos padrões adotadoscomo referência para a área de estudo, sem riscode contaminação.

4. Conclusões

Os resultados obtidos apontaram arelevância do emprego de técnicas degeoprocessamento, entre elas o processamentodigital aplicado às imagens de satélites tais como oLandsat 5-TM e IKONOS-II a integração dedados georreferenciados em SIG, como uma valiosaferramenta de extração de informações destinadasàs aplicações em pesquisas de monitoramentoambiental.

Os produtos resultantes das técnicas deanálise por decorrelação e principais componentesapresentaram desempenhos significativos quanto àdetecção e discriminação das feições de interesse,proporcionando cores contrastantes e melhordefinição dos limites entre padrões espectrais dasunidades geoambientais.

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Por meio da interpretação visual dosprodutos e da análise estatística por principaiscomponentes foi possível destacar a composiçãocolorida RGB R(PC5) G(PC3/PC4) B (Banda 5)da imagem Landsat 5-TM de 12/12/2008 comoaquela que melhor realçou as diferenças entre asunidades geoambientais, destacando as porçõesarenosas, areno-lamosas, aquelas recobertas portapetes algálicos, além da delimitação com maiorprecisão da geometria dos canais de maré na faixaestuarina, o que facilitou o mapeamento temáticodessas áreas e a correlação entre essas unidadesem caso futuro de reflorestamento da área deestudo.

A estratégia metodológica adotada permitiuestabelecer que, para Dezembro/2008, existiamcerca de 1.013 ha de área de bancos areno-lamosos,sendo que desse total cerca de 89 ha possuem a

viabilidade de serem empregados noreflorestamento, com a implantação de flora típicado manguezal local. Para ressaltar, esses 89 ha sãodo total de bancos areno-lamosos que foramanalisados por meio de perfis de coleta de amostrase de análises físico-químicas nos sedimentos.Portanto, o estudo pode ser ampliado em pesquisasfuturas para o restante da área em que não foramrealizadas coletas de sedimentos.

Com relação às característicasgranulométricas, o material analisado dos perfisapresentou um predomínio de areias nas fraçõesfinas, com grau de seleção variando de muito pobrea moderadamente selecionado.Os teores decarbonatos e MO mostraram quantidadessignificativas, principalmente de MO, ocorrendofortemente correlacionadas com as frações mais finasdo sedimento. Os valores de carbonatos também

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foram influenciados pela origem dos sedimentos e agrande presença de crustáceos e algas calcárias,enquanto o aumento proporcional nas concentraçõesde MO foi influenciado (especialmente no perfil D)pela concentração densa de espécies típicas demanguezal.

O pH das amostras de sedimentosanalisadas demonstrou um ambiente de caráteralcalino, apresentando um pH acima da neutralidadecom média de 8,4 e que não demonstrouvariabilidade dentro dos perfis, tomando por baseseu coeficiente de variação e a análise gráfica;

A condutividade elétrica obtida a partir doextrato de saturação demonstrou o caráter sálicodos bancos areno-lamosos, possivelmente devidoà contribuição das águas marinhas; além de distinguiro ambiente como sendo halomórfico (meioconcentrado em sais e com valores de pH entre 5,0e 9,6) de acordo com a EMBRAPA (1999);

Os elevados teores em cátions trocáveisindicaram, por consequência, altos valores nacapacidade de troca catiônica e alta saturação porbases; o que implica dizer que o solo apresenta umaboa fertilidade para a nutrição do manguezalexistente, bem como para uma eventual ampliaçãoda área vegetada num futuro reflorestamento.

Os elementos maiores e traçosapresentaram, de maneira geral, as maioresconcentrações onde prevaleceram os sedimentos degranulometria mais fina, ressaltando a alta correlaçãoque estes elementos possuem com as partículas finas,o que justifica a extração ter sido realizada na fração< 0,063 mm.

Dessa forma, os bancos areno-lamososanalisados nesta pesquisa possuem condições físico-químicas favoráveis ao replantio de florestas demanguezal, com preferência por espécies locais jáadaptadas às condições físico-químicas doambiente, pois possui quantidades suficientes denutrientes essenciais ao desenvolvimento da biota ena forma assimilável. Além de que foi verificada ainexistência de contaminação por elementos maiorese traços, quando realizada a analogia com os valoresde referência adotados para a pesquisa (NOAA eCETESB).

Portanto, considera-se que o presenteestudo vem somar-se aos estudos para o restauração

e preservação desse ecossistema, comoprerrogativa na mitigação do efeito erosivo dosprocessos costeiros através do reflorestamento deáreas naturais ou desativadas dos setoreseconômicos de uso e ocupação, tais como acarcinicultura e as salinas.

AgradecimentosOs autores agradecem ao apoio técnico e

financeiro da REDE 05 – PETROMAR (CTPETRO-FINEP/PETROBRAS/CNPq), por meio do suporte aos ProjetosCooperativos HIDROSSEMA e MOLECO. Ao apoiooperacional das equipes do Laboratório deGeoprocessamento do Programa de Pós-graduação emGeodinâmica e Geofísica e do Departamento de Geologiada Universidade Federal do Rio Grande do Norte (GEOPRO/PPGG/DG/UFRN) e ao Programa de Pós-graduação emCiências e Engenharia do Petróleo da UFRN (PPGCEP/UFRN).

Referências Bibliográficas

Amaro, V. E. Vital, H; Alves, A. Lima, Z. M. C. L. Tabosa,W. F. Cladas, L. H. O and SOUTO, M. V. S. Applicationof Remote Sensing Multitemporal/ Multisensor DataAnalysis and GIS Database for Coastline ChangeMonitoring and Nearshore Morphology Detection inRio Grande do Norte State, Northeast Brazil.Proceedings from: 2002 Ocean Sciences, Honolulu/Hawaii, US, CD-ROM.

Angelim, L.A.A.; Nesi, J.R.; Torres, H.H.F.; Medeiros, V.C.;Santos, C.A.; Veiga Júnior, J.P.; Mendes, V.A. 2006.Geologia e recursos minerais do Estado do Rio Grandedo Norte - Escala 1:500.000. Recife: CPRM - ServiçoGeológico do Brasil, 2006. 119 p.

CETESB – Companhia de Tecnologia de SaneamentoAmbiental. 2005. Decisão de diretoria nº 195-2005- E,de 23 de novembro de 2005. Dispõe sobre a aprovaçãodos Valores orientadores para Solos e ÁguasSubterrâneas no Estado de São Paulo – 2005, emsubstituição aos Valores Orientadores de 2001, e dáoutras providências.

Chaves M.S. & Vital H. 2001. Caracterização Geoambientaldos Parâmetros de Onda entre o trecho Praial da Pontado Tubarão e Gamboa do Corta-Cachorro, Macau/RN.In: ABEQUA, 8, Imbé/RS, Anais, p. 55.

Chaves, M.S.; Vital, H.; Silveira, I.M. 2006. Beachmorphodynamics of the Serra oil field, northeasternBrazil. Journal of Coastal Research, SI 39. p. 594-597.

Page 14: Caracterização físico-química e avaliação das

Revista de Geologia, Vol. 25 HIDROSEMA-UFRN, 2012

Dantas & Amaro. Caracterização físico-química e avaliação das concentrações de elementos maiores e traços…114

Dahdouh-Guebas, F.I.; Van Pottelbergh, J.G.; Kairo, S.,Cannicci, N.; Koedam, N. (2004) – Human-impactedmangroves in Gazi (Kenya): predicting futurevegetation based on retrospective remote sensing,social surveys, and tree distribution. Marine EcologyProgress Series, 272:77-92

Dantas, S.T.P.L.; Amaro,V.E.;Costa,B.C.P. 2011. MangroveReforestation as a Mesotidal Coastal Protection andClean Development Mechanism on Macau-Serra OilField, Potiguar Basin, Northeast Brazil. Journal ofCoastal Research. SI 64. P.1268-1271.

Chaves, M.S.; Vital, H.; Silveira, I.M. 2006. Beachmorphodynamics of the Serra oil field, northeasternBrazil. Journal of Coastal Research, SI 39. p. 594-597.

EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária.Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual demétodos de análises de solo. 2ª Ed. rev. atual. - Rio deJaneiro, 1997. 212p.

EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária.Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio deJaneiro, Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 1999.412p.

IDEMA – Instituto de Desenvolvimento Econômico e MeioAmbiente do RN. 1999. In: Informativo Municipal –Macau. Natal-RN, v. 05, p. 1-14.

Nascimento, M. C. A erosão costeira e sua influencia sobrea atividade petrolífera: Alternativas sustentáveis namitigação de impactos ambientais. 2009. 222 f.Dissertação (Mestrado em Geofísica e Geodinâmica).Programa de Pós-graduação de Geofísica eGeodinâmica, Universidade Federal do Rio Grande doNorte, Natal-RN.

NOAA – National Oceanic and Atmosferic Administration,Screening quick Reference Tables. Seattle USA, 12p.,1999.

Pessoa Neto, O.C.; Soares, U.M.; Silva, J.G.F.; Roesner,E.H.; Florência, C.P.; Souza, C.A.V. 2007. Bacia Potiguar.Boletim de Geociências da Petrobras, Rio de Janeiro, v.15, n.2, p. 357-369.

Santos, M. S. T. Contribuição da Geodésia aoMonitoramento Costeiro do Litoral Setentrional do RioGrande do Norte, Área da Indústria petrolífera. 2011.137 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia doPetróleo). Programa de Pós-graduação em Ciência eEngenharia do Petróleo, Universidade Federal do RioGrande do Norte, Natal-RN.

Souto. M. V. S. Análise multitemporal dos elementosgeoambientais da dinâmicacosteira da ponta doTubarão, Macau-RN, com base em prosutos desensoriamento remoto e SIG. 2002. 67 f. Relatório deGraduação, Departamento de Geologia. UniversidadeFederal do Rio Grande do Norte. Natal-RN.

USEPA -United States Environmental Protection Agency.Method 3051a – Microwave assisted acid digestion ofsediments, sludges, soils, and oils. 1998. Revision 1Fev 2007. 30p .

Valentim da Silva, D.R.& Amaro, V.E. 2008. Integração entredados ópticos e radar (SRTM) para a caracterizaçãogeoambiental da costa setentrional do Rio Grande doNorte. Revista Geográfica Acadêmica. , v.2, p. 111-123.