Electricity demand and price scenarios

Dos elementos constituintes da crosta terrestre apenas dez (10) são considerados elementos maiores (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti e P), os outros elementos são considerados elementos traço e suas concentrações em matrizes ambientais, como o solo, ficam abaixo de 100 mg kg-1. Os teores naturais dos elementos traço no solo estão relacionados à sua matriz mineralógica, uma vez que, estes ocorrem como constituintes de minerais primários nas rochas ígneas, metamórficas e sedimentares (OLIVEIRA; MARINS, 2011).

Embora existam em baixas concentrações na crosta terrestre, as intensas atividades antrópicas durante os últimos séculos, aumentaram significativamente as concentrações dos elementos traço (metais traço) no meio ambiente (BAIRD, 1998; CALLENDER, 2004). Os metais e metaloides são considerados contaminantes quando suas concentrações no ambiente excedem os valores estabelecidos ou adotados por órgãos de proteção ambiental (FORSTNER; WITTMANN, 1981), tais como o da United States Environment Protection Agency – USEPA e Canadian Council of Ministers of the Environment- CCME.

O descarte de resíduos industriais e urbanos, a utilização de agrotóxicos e fertilizantes são as fontes de emissões antrópicas mais impactantes dos metais para o meio ambiente. Estes compostos chegam ao ambiente estuarino, principalmente, associados ao material particulado em suspensão e/ou dissolvidos na coluna d’água dos sistemas fluviais e também por deposição atmosférica. A posterior deposição e acúmulo desses metais nos sedimentos estuarinos dependerão das características da região (LACERDA; SOLOMONS, 1998; OLIVEIRA; MARINS, 2011).

Os metais fazem parte da composição de vários agrotóxicos e fertilizantes, por isso, em comunidades rurais, insumos agrícolas como pesticidas, calcários,

fertilizantes minerais e orgânicos são as principais fontes de liberação destes compostos para o solo. Alguns pesticidas têm altas concentrações de Zn, chegando até 25% de massa total, dessa forma, o uso de agrotóxicos contendo sais de Zn, bem como, arsenatos de Cu e Pb e compostos organo-metálicos têm elevado os níveis de contaminação desses elementos nos solos, rios e sedimentos fluviais e estuarinos (TILLER,1989; KIEKENS,1990).

Pezzarossa et al.(1993), verificaram que a aplicação de fertilizantes fosfatados em hortaliças aumentava a concentração de Zn no solo. Gimeno-Garcia et al. (1996), também registraram a incidência de metais traço na aplicação de pesticidas e fertilizantes em cultivo de arroz, resultando em altas concentrações de Cu, Zn, Co e Cd advindos de superfosfatos e pesticidas.

Pesquisa realizada por Ramalho et al. (2000) mostraram que os sedimentos da Microbacia de Caetés, Paty do Alferes- RJ, apresentavam incrementos nos teores dos metais Cd, Co, Cu, Mn Ni, Pb e Zn, em relação aos baixos valores obtidos desses elementos à montante da área de influência da atividade agrícola, com destaque para os aumentos na concentração de Zn e Mn que foram próximos de 200%. Campos et al. (2005), também constataram presença de Cd, Cu, Cr, Ni, Pb e Zn em fosfatos naturais e solúveis, sendo este insumo indicado como a principal fonte de introdução de Cd por atividades antrópicas

Os metais presentes em sedimentos podem estar sob diferentes fases geoquímicas devido às condições ambientais do meio sedimentar e também da coluna d’água. A determinação da fase geoquímica em que o metal se encontra no sedimento torna-se, portanto, uma importante ferramenta para compreender se o mesmo está biodisponível ou não para o ambiente (TESSIER et al., 1979; LOUREIRO et al., 2012).

Além disso, a capacidade de transferência e biodisponibilidade dos metais no ambiente diferem de acordo com suas formas químicas, podendo os metais dissolvidos ou fracamente adsorvidos estarem disponíveis para as plantas e organismos aquáticos, enquanto que, os metais ligados a rede cristalina estrutural dos minerais só estão disponíveis para a biota caso ocorra um intemperismo geoquímico (CALMANO et al.,1993). Esta mobilidade e disponibilidade dos metais traço é diretamente controlada pelas reações químicas e processos físicos que dependem de alguns parâmetros como pH, condição redox do meio, capacidade de

troca catiônica (CTC), teor de matéria orgânica e constituição mineralógica (MATOS et al., 2001). Esses parâmetros, por sua vez, são controladores dos equilíbrios físico-químicos, como precipitação-dissolução, adsorção-dessorção e complexação dos metais (SALOMONS; FÖRSTNER, 1980; 1984).

A granulação dos sedimentos é outro importante fator de controle da distribuição de metais traço em áreas costeiras. As frações mais finas do sedimento, como silte e argila, possuem grandes áreas superficiais com alta capacidade de adsorção, fazendo com que a matéria orgânica e os óxidos de Fe-Mn fiquem adsorvidos a esta superfície. Desta forma, os sedimentos finos desempenhem importante papel no controle da deposição dos metais traço em áreas costeiras e estuarinas (HORNBERGER et al.,1999; IP et al., 2006).

As respostas às reações e processos ocorridos nos sedimentos são inerentes para cada fase em que o metal se apresenta. Por exemplo, para o Alumínio (Al), ocorre a floculação dos aluminosilicatos em ambientes estuarinos, sendo este um mecanismo dominante no processo de retenção desse elemento no sedimento. Para o Fe, a solubilidade dos oxi-hidróxidos em águas fluviais é afetada pela mudança na sua especiação em zonas de mistura, em decorrência da competição de cátions de origem marinha na neutralização das cargas desses compostos. A concentração de Mn dissolvido, por sua vez, é afetada pelas condições redox do ambiente, favorecendo a oxidação de Mn2+ a Mn4+ e consequente deposição no sedimento. Já a presença de sulfetos em ambiente redutor, favorece a precipitação de metais como, Fe, Zn, Cd, Cu, Ni, Mo e Pb. Contudo, a natureza das interações dos metais traço com os minerais tipo sulfeto é fortemente dependente das propriedades intrínsecas dos metais (COOPER; MORSE, 1998).

Nos últimos anos, o estudo das concentrações de metais traço em sedimentos de ambientes estuarino, no intuito de se entender as mudanças ambientais ocorridas, vem sendo bastante utilizado em testemunhos verticais (HORNBERGER et al.,1999; SILVA,P et al., 2011; BAPTISTA NETO et al., 2013; CHO et al., 2015). De uma forma geral, um aumento nas concentrações desses metais em testemunhos pode representar variações temporais da deposição atmosférica, escoamento superficial nas bacias de drenagem, e outros tipos de influxos associados a atividades antrópicas (BORGES et al., 2007).

Além disso, a variação da concentração de elementos químicos em sedimentos pode ser caracterizada em função de fatores como a geologia da região, o uso e ocupação da área do entorno, o regime hidrológico, o tipo de vegetação e a presença de mineralizações (PEREIRA et al., 2007; MAHIQUES et al.,2013)

Como a concentração dos metais traço nos sedimentos é fortemente influenciada pelas diferentes frações granulométricas, torna-se importante e necessário eliminar o efeito do tamanho das partículas, para corrigir esta variação. Esta correção pode ser feita através de uma normalização com substâncias que apresentem grande afinidade com os contaminantes (ex. MO) e os argilominerais (normalização geoquímica). Entretanto, deve-se ter cuidado na escolha do elemento normalizador, pois, não se pode utilizar um elemento normalizador que possua maior coeficiente de variação que os metais traço a serem normalizados, para não se obter valores distorcidos de enriquecimento dos metais (WEIJDEN, 2002)

4.6 COMPORTAMENTO EQUALIZADO DOS METAIS-TRAÇO AO LONGO DO